Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Trägheitskraftsensor zum Erfassen einer Trägheitskraft wie etwa einer Beschleunigung und einer Winkelgeschwindigkeit, der zum Beispiel in Fahrzeugen und tragbaren Endgeräten verwendet wird.The present invention relates to an inertial force sensor for detecting inertial force such as acceleration and angular velocity used in vehicles and portable terminals, for example.
Stand der TechnikState of the art
19 ist eine Draufsicht auf einen herkömmlichen Trägheitskraftsensor 501. Der Trägheitskraftsensor 501 ist ein Beschleunigungssensor zum Erfassen einer Beschleunigung. Ein Rahmen 1 enthält fixierte Teile 1a bis 1d, die miteinander verbunden sind, um eine Ringform um einen hohlen Bereich 2 herum zu bilden. Balken 3 bis 6, deren eine Enden mit dem Rahmen 1 verbunden sind, erstrecken sich zu dem hohlen Bereich 2. Ein Senker 7 erstreckt sich schräg von einem anderen Ende des Balkens 3. Ein Senker 8 erstreckt sich schräg von einem anderen Ende des Balkens 5. Ein Senker 9 ist mit einem anderen Ende des Balkens 4 verbunden. Ein Senker 10a ist mit einem anderen Ende des Balkens 6 verbunden. Dehnungsempfindliche Widerstände 11 sind an einer oberen Fläche des Balkens 3 vorgesehen. Dehnungsempfindliche Widerstände 13 sind an einer oberen Fläche des Balkens 5 vorgesehen. Dehnungsempfindliche Widerstände 12 sind an einer oberen Fläche des Balkens 4 vorgesehen. Dehnungsempfindliche Widerstände 14 sind an einer oberen Fläche des Balkens 6 vorgesehen. Die dehnungsempfindlichen Widerstände 11 bis 14 sind elektrisch miteinander über Verdrahtungen verbunden, um eine Brückenschaltung zu bilden. 19 FIG. 10 is a plan view of a conventional inertial force sensor. FIG 501 , The inertial force sensor 501 is an acceleration sensor for detecting acceleration. A frame 1 contains fixed parts 1a to 1d which are joined together to form a ring around a hollow area 2 to form around. bar 3 to 6 whose one ends with the frame 1 are connected to the hollow area 2 , A sinker 7 extends obliquely from another end of the beam 3 , A sinker 8th extends obliquely from another end of the beam 5 , A sinker 9 is with another end of the bar 4 connected. A sinker 10a is with another end of the bar 6 connected. Strain-sensitive resistors 11 are on an upper surface of the beam 3 intended. Strain-sensitive resistors 13 are on an upper surface of the beam 5 intended. Strain-sensitive resistors 12 are on an upper surface of the beam 4 intended. Strain-sensitive resistors 14 are on an upper surface of the beam 6 intended. The strain-sensitive resistors 11 to 14 are electrically connected to each other via wirings to form a bridge circuit.
In dem herkömmlichen Trägheitskraftsensor 501 werden die Senker 7 bis 10 in vertikalen Richtungen in Reaktion auf eine einwirkende Beschleunigung versetzt. Die Versetzungen der Senker ändern die Widerstände der dehnungsempfindlichen Widerstände 11 bis 14. Die Beschleunigung wird auf der Basis einer Signalausgabe aus der Brückenschaltung aufgrund der Änderung der Widerstände erfasst.In the conventional inertial force sensor 501 become the sinkers 7 to 10 offset in vertical directions in response to an applied acceleration. The displacements of the counterbores change the resistances of the strain sensitive resistors 11 to 14 , The acceleration is detected based on a signal output from the bridge circuit due to the change of the resistances.
Ein herkömmlicher Trägheitskraftsensor, der dem Trägheitskraftsensor 501 ähnlich ist, wird zum Beispiel in der PTL 1 angegeben.A conventional inertial force sensor corresponding to the inertial force sensor 501 is similar, is given for example in PTL 1.
20 ist eine Schnittansicht eines anderen herkömmlichen Trägheitskraftsensors 502. Der Trägheitskraftsensor 502 ist ein Beschleunigungssensor zum Erfassen einer Beschleunigung. Der Trägheitskraftsensor 502 enthält einen fixierten Teil 201 und ein Gegensubstrat 208, das an einer oberen Fläche des fixierten Teils 201 vorgesehen ist. Der fixierte Teil 201 umfasst einen Außenrahmenteil 203, einen Senker 202 und einen verformbaren Teil 204, dessen eines Ende mit dem Außenrahmenteil 203 verbunden ist und dessen anderes Ende mit dem Senker 202 verbunden ist. Das Gegensubstrat 208 ist mit dem Außenrahmenteil 203 verbunden und ist dem Senker 202 zugewandt. Der Trägheitskraftsensor 502 umfasst eine Selbstdiagnoseelektrode 207, die an einer oberen Fläche des Senkers 202 ausgebildet ist und eine Gegenelektrode 206, die an einer unteren Fläche des Gegensubstrats 208 vorgesehen ist. Die Gegenelektrode 206 ist der Selbstdiagnoseelektrode 207 mit einem vorbestimmten Luftspalt zwischen der Gegenelektrode 206 und der Selbstdiagnoseelektrode 207 zugewandt. 20 Fig. 10 is a sectional view of another conventional inertial force sensor 502 , The inertial force sensor 502 is an acceleration sensor for detecting acceleration. The inertial force sensor 502 contains a fixed part 201 and a counter substrate 208 attached to an upper surface of the fixed part 201 is provided. The fixed part 201 includes an outer frame part 203 a sinker 202 and a deformable part 204 whose one end is connected to the outer frame part 203 connected and the other end with the countersink 202 connected is. The counter substrate 208 is with the outer frame part 203 connected and is the sinker 202 facing. The inertial force sensor 502 includes a self-diagnostic electrode 207 attached to an upper surface of the countersink 202 is formed and a counter electrode 206 attached to a lower surface of the counter substrate 208 is provided. The counter electrode 206 is the self-diagnostic electrode 207 with a predetermined air gap between the counter electrode 206 and the self-diagnostic electrode 207 facing.
Wenn eine Spannung Vd zwischen der Selbstdiagnoseelektrode 207 und der Gegenelektrode 206 angelegt wird, um eine elektrostatische Kraft Fd auf den Senker 202 auszuüben, kann der Senker 202 versetzt werden, so als ob eine Beschleunigung auf den Senker 202 einwirken würde. Dadurch kann bestimmt werden, ob der Trägheitskraftsensor 502 normal funktioniert oder nicht.When a voltage Vd between the self-diagnostic electrode 207 and the counter electrode 206 is applied to an electrostatic force Fd on the sinker 202 can exercise the sinker 202 be offset, as if an acceleration on the sinker 202 would act. Thereby, it can be determined whether the inertial force sensor 502 works normally or not.
Ein herkömmlicher Trägheitskraftsensor, der dem Trägheitskraftsensor 502 ähnlich ist, wird zum Beispiel in der PTL 2 angegeben.A conventional inertial force sensor corresponding to the inertial force sensor 502 is similar, is given for example in PTL 2.
ReferenzlisteReferences
Patentliteraturpatent literature
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PTL 1: Offengelegtes japanisches Patent mit der Veröffentlichungsnummer 2007-85800 PTL 1: Disclosed Japanese Patent Publication No. 2007-85800
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PTL 2: Offengelegtes japanisches Patent mit der Veröffentlichungsnummer 5-322925 PTL 2: Disclosed Japanese Patent Publication No. 5-322925
ZusammenfassungSummary
Ein Trägheitskraftsensor umfasst einen fixierten Teil, einen Balken, der mit dem fixierten Teil verbunden ist, einen Senker, der mit einem anderen Ende des Balkens verbunden ist und durch eine Trägheitskraft versetzt werden kann, um eine Verformung des Balkens zu veranlassen, einen leitenden Teil, der an dem Senker vorgesehen ist, einen dehnungsempfindlichen Widerstand, der an dem Balken vorgesehen ist, um eine Verformung des ersten Balkens zu erfassen, erste und zweite Fehlerdiagnose-Elektroden, die an dem fixierten Teil vorgesehen sind, eine erste Fehlerdiagnose-Verdrahtung, die die erste Fehlerdiagnose-Elektrode mit dem leitenden Teil über den Balken verbindet, und eine zweite Fehlerdiagnose-Verdrahtung, die die zweite Fehlerdiagnose-Elektrode mit dem leitenden Teil über den Balken verbindet.An inertial force sensor comprises a fixed part, a beam connected to the fixed part, a countersink connected to another end of the beam and capable of being displaced by an inertial force to cause deformation of the beam, a conductive part, provided on the counterbore, a strain sensitive resistor provided on the beam for detecting deformation of the first beam, first and second fault diagnosis electrodes provided on the fixed portion, a first fault diagnosis wiring including the first fault diagnosis wire first fault diagnostic electrode connects to the conductive part over the beam, and a second fault diagnostic wiring connects the second fault diagnosis electrode to the conductive part over the beam.
Der Trägheitskraftsensor fährt nicht fort, ein falsches Ausgabesignal auszugeben, wenn ein Riss in dem Senker auftritt, sodass er also eine große Zuverlässigkeit bietet.The inertial force sensor does not continue to output a false output signal when a crack occurs in the sinker occurs, so it offers a great deal of reliability.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
1 ist eine Draufsicht auf einen Trägheitskraftsensor gemäß einer beispielhaften Ausführungsform 1. 1 FIG. 10 is a plan view of an inertial force sensor according to an exemplary embodiment 1. FIG.
2 ist eine Draufsicht auf den Trägheitskraftsensor gemäß der Ausführungsform 1. 2 FIG. 10 is a plan view of the inertial force sensor according to Embodiment 1. FIG.
3 ist eine Draufsicht auf den Trägheitskraftsensor gemäß der Ausführungsform 1. 3 FIG. 10 is a plan view of the inertial force sensor according to Embodiment 1. FIG.
4A ist eine Draufsicht auf den Trägheitskraftsensor gemäß der Ausführungsform 1. 4A FIG. 10 is a plan view of the inertial force sensor according to Embodiment 1. FIG.
4B ist eine schematische Ansicht einer Erfassungsschaltung des Trägheitskraftsensors gemäß der Ausführungsform 1. 4B FIG. 12 is a schematic view of a detection circuit of the inertial force sensor according to Embodiment 1. FIG.
4C ist eine schematische Ansicht der Erfassungsschaltung des Trägheitskraftsensors gemäß der Ausführungsform 1. 4C FIG. 12 is a schematic view of the detection circuit of the inertial force sensor according to Embodiment 1. FIG.
4D ist eine schematische Ansicht der Erfassungsschaltung des Trägheitskraftsensors gemäß der Ausführungsform 1. 4D FIG. 12 is a schematic view of the detection circuit of the inertial force sensor according to Embodiment 1. FIG.
5 ist ein Schaltungsdiagramm des Trägheitskraftsensors gemäß der Ausführungsform 1. 5 FIG. 10 is a circuit diagram of the inertial force sensor according to Embodiment 1. FIG.
6 zeigt eine Ausgangsspannung einer Fehlerdiagnoseschaltung des Trägheitskraftsensors gemäß der Ausführungsform 1. 6 FIG. 12 shows an output voltage of a fault diagnosis circuit of the inertial force sensor according to Embodiment 1. FIG.
7 ist eine Draufsicht auf einen Trägheitskraftsensor gemäß einer beispielhaften Ausführungsform 2. 7 FIG. 10 is a plan view of an inertial force sensor according to an exemplary embodiment 2. FIG.
8 ist ein Schaltungsdiagramm des Trägheitskraftsensors gemäß der Ausführungsform 2. 8th FIG. 10 is a circuit diagram of the inertial force sensor according to Embodiment 2. FIG.
9 ist eine Draufsicht auf einen Trägheitskraftsensor gemäß einer beispielhaften Ausführungsform 3. 9 FIG. 10 is a plan view of an inertial force sensor according to an exemplary embodiment 3. FIG.
10 ist eine Schnittansicht des Trägheitskraftsensors entlang der Linie 10-10 von 9. 10 is a sectional view of the inertial force sensor along the line 10-10 of 9 ,
11A ist eine schematische Ansicht des Trägheitskraftsensors gemäß der Ausführungsform 3. 11A FIG. 16 is a schematic view of the inertial force sensor according to Embodiment 3. FIG.
11B ist eine schematische Ansicht des Trägheitskraftsensors gemäß der Ausführungsform 3. 11B FIG. 16 is a schematic view of the inertial force sensor according to Embodiment 3. FIG.
12 ist ein Schaltungsdiagramm des Trägheitskraftsensors gemäß der Ausführungsform 3. 12 FIG. 10 is a circuit diagram of the inertial force sensor according to Embodiment 3. FIG.
13 ist eine Draufsicht auf ein Vergleichsbeispiel eines Trägheitskraftsensors. 13 is a plan view of a comparative example of an inertial force sensor.
14 ist eine Draufsicht auf einen Trägheitskraftsensor gemäß einer beispielhaften Ausführungsform 4. 14 FIG. 10 is a plan view of an inertial force sensor according to an exemplary embodiment 4. FIG.
15 ist eine Schnittansicht des Trägheitskraftsensors entlang der Linie 15-15 von 14. 15 is a sectional view of the inertial force sensor along the line 15-15 of 14 ,
16A ist eine Draufsicht auf den Trägheitskraftsensor gemäß der Ausführungsform 4. 16A FIG. 10 is a plan view of the inertial force sensor according to Embodiment 4. FIG.
16B ist ein Schaltungsdiagramm des Trägheitskraftsensors gemäß der Ausführungsform 4. 16B FIG. 10 is a circuit diagram of the inertial force sensor according to Embodiment 4. FIG.
16C ist ein Schaltungsdiagramm des Trägheitskraftsensors gemäß der Ausführungsform 4. 16C FIG. 10 is a circuit diagram of the inertial force sensor according to Embodiment 4. FIG.
16D ist ein Schaltungsdiagramm des Trägheitskraftsensors gemäß der Ausführungsform 4. 16D FIG. 10 is a circuit diagram of the inertial force sensor according to Embodiment 4. FIG.
17A ist eine Draufsicht auf den Trägheitskraftsensor gemäß der Ausführungsform 4 und zeigt eine Operation des Trägheitskraftsensors. 17A FIG. 10 is a plan view of the inertial force sensor according to Embodiment 4, showing an operation of the inertial force sensor. FIG.
17B ist ein Schaltungsdiagramm des Trägheitskraftsensors gemäß der Ausführungsform 4 und zeigt eine Operation des Trägheitskraftsensors. 17B FIG. 12 is a circuit diagram of the inertial force sensor according to Embodiment 4, showing an operation of the inertial force sensor. FIG.
17C ist ein Schaltungsdiagramm des Trägheitskraftsensors gemäß der Ausführungsform 4 und zeigt eine Operation des Trägheitskraftsensors. 17C FIG. 12 is a circuit diagram of the inertial force sensor according to Embodiment 4, showing an operation of the inertial force sensor. FIG.
17D ist eine Draufsicht auf den Trägheitskraftsensor gemäß der Ausführungsform 4 und zeigt eine Operation des Trägheitskraftsensors. 17D FIG. 10 is a plan view of the inertial force sensor according to Embodiment 4, showing an operation of the inertial force sensor. FIG.
17E ist eine Draufsicht auf den Trägheitskraftsensor gemäß der Ausführungsform 4 und zeigt eine Operation des Trägheitskraftsensors. 17E FIG. 10 is a plan view of the inertial force sensor according to Embodiment 4, showing an operation of the inertial force sensor. FIG.
18 ist eine Draufsicht auf einen anderen Trägheitskraftsensor gemäß einer Ausführungsform 4. 18 FIG. 10 is a plan view of another inertial force sensor according to an embodiment 4. FIG.
19 ist eine Schnittansicht eines herkömmlichen Trägheitskraftsensors. 19 is a sectional view of a conventional inertial force sensor.
20 ist eine Schnittansicht eines anderen herkömmlichen Trägheitskraftsensors. 20 Fig. 10 is a sectional view of another conventional inertial force sensor.
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen Detailed description of preferred embodiments
Beispielhafte Ausführungsform 1Exemplary embodiment 1
1 ist eine Draufsicht auf einen Trägheitskraftsensor 1001 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform 1. Der Trägheitskraftsensor 1001 ist ein Beschleunigungssensor zum Erfassen einer einwirkenden Beschleunigung, d. h. einer Trägheitskraft. Der Trägheitskraftsensor 1001 umfasst einen Rahmen 20, Balken 23a bis 26a und 23b bis 26b, die mit dem Rahmen 20 verbunden sind, und Senker 27 bis 30, die mit dem Balken 23a bis 26a und 23b bis 26b verbunden und mit dem Rahmen 20 über die Balken 23a bis 26a und 23b bis 26b gekoppelt sind. Der Rahmen 20 enthält fixierte Teile 21a bis 21d, die miteinander verbunden sind, um eine rechteckige Ringform um den hohlen Bereich 2 herum zu bilden. Die fixierten Teile 21a und 21b sind einander zugewandte Seiten der rechteckigen Ringform des Rahmens 20, während die fixierten Teile 21c und 21d die anderen einander zugewandten Seiten der rechteckigen Ringform des Rahmens 20 sind. Die Balken 23a bis 26a und 23b bis 26b erstrecken sich von dem Rahmen 20 zu dem hohlen Bereich 22. Ein Ende jedes der Balken 23a und 23b ist mit dem fixierten Teil 21a des Rahmens 20 verbunden. Ein Ende jedes der Balken 24a und 24b ist mit dem fixierten Teil 21b des Rahmens 20 verbunden. Ein Ende jedes der Balken 25a und 25b ist mit dem fixierten Teil 21c des Rahmens 20 verbunden. Ein Ende jedes der Balken 26a und 26b ist mit dem fixierten Teil 21d des Rahmens 20 verbunden. 1 is a plan view of an inertial force sensor 1001 According to an exemplary embodiment 1. The inertial force sensor 1001 is an acceleration sensor for detecting an applied acceleration, ie, an inertial force. The inertial force sensor 1001 includes a frame 20 , Bar 23a to 26a and 23b to 26b that with the frame 20 connected and countersink 27 to 30 that with the beam 23a to 26a and 23b to 26b connected and with the frame 20 over the bars 23a to 26a and 23b to 26b are coupled. The frame 20 contains fixed parts 21a to 21d which are joined together to form a rectangular ring around the hollow area 2 to form around. The fixed parts 21a and 21b are mutually facing sides of the rectangular ring shape of the frame 20 while the fixed parts 21c and 21d the other facing sides of the rectangular ring shape of the frame 20 are. The bars 23a to 26a and 23b to 26b extend from the frame 20 to the hollow area 22 , An end of each of the bars 23a and 23b is with the fixed part 21a of the frame 20 connected. An end of each of the bars 24a and 24b is with the fixed part 21b of the frame 20 connected. An end of each of the bars 25a and 25b is with the fixed part 21c of the frame 20 connected. An end of each of the bars 26a and 26b is with the fixed part 21d of the frame 20 connected.
Der Senker 27 ist mit einem anderen Ende jedes der Balken 23a und 23b verbunden. Der Senker 28 ist mit einem anderen Ende jedes der Balken 24a und 24b verbunden. Der Senker 29 ist mit einem anderen Ende jedes der Balken 25a und 25b verbunden. Der Senker 30 ist mit einem anderen Ende jedes der Balken 26a und 26b verbunden. Der Senker 27 wird aufgrund einer einwirkenden Beschleunigung, d. h. einer Trägheitskraft, verschoben und veranlasst dadurch eine Verformung der Balken 23a und 23b. Der Senker 28 wird aufgrund der Beschleunigung verschoben und veranlasst eine Verformung der Balken 24a und 24b. Der Senker 29 wird aufgrund der Beschleunigung verschoben und veranlasst eine Verformung der Balken 25a und 25b. Der Senker 30 wird aufgrund der Beschleunigung verschoben und veranlasst eine Verformung der Balken 26a und 26b. Dehnungsempfindliche Widerstände 31a und 31b sind jeweils an oberen Flächen der Balken 23a und 23b vorgesehen. Dehnungsempfindliche Widerstände 33a und 33b sind jeweils an oberen Flächen der Balken 25a und 25b vorgesehen. Dehnungsempfindliche Widerstände 32a und 32b sind jeweils an oberen Flächen der Balken 24a und 24b vorgesehen.The sinker 27 is with another end of each of the bars 23a and 23b connected. The sinker 28 is with another end of each of the bars 24a and 24b connected. The sinker 29 is with another end of each of the bars 25a and 25b connected. The sinker 30 is with another end of each of the bars 26a and 26b connected. The sinker 27 is displaced due to an applied acceleration, ie, an inertial force, thereby causing deformation of the beams 23a and 23b , The sinker 28 is shifted due to acceleration and causes deformation of the beams 24a and 24b , The sinker 29 is shifted due to acceleration and causes deformation of the beams 25a and 25b , The sinker 30 is shifted due to acceleration and causes deformation of the beams 26a and 26b , Strain-sensitive resistors 31a and 31b are each at upper surfaces of the bars 23a and 23b intended. Strain-sensitive resistors 33a and 33b are each at upper surfaces of the bars 25a and 25b intended. Strain-sensitive resistors 32a and 32b are each at upper surfaces of the bars 24a and 24b intended.
Dehnungsempfindliche Widerstände 34a und 34b sind jeweils an oberen Flächen der Balken 26a und 26b vorgesehen. Die Balken 23a und 23b erstrecken sich in der Richtung einer X-Achse. Der Senker 27 ist in einer negativen Richtung der X-Achse von dem fixierten Teil 21a angeordnet, während der Senker 28 in einer positiven Richtung der X-Achse von dem fixierten Teil 21b angeordnet ist. Die Balken 25a und 25b erstrecken sich in der Richtung der Y-Achse senkrecht zu der X-Achse. Der Senker 29 ist in einer negativen Richtung der Y-Achse von dem fixierten Teil 21c angeordnet, während der Senker 30 in einer positiven Richtung der Y-Achse von dem fixierten Teil 21d angeordnet ist.Strain-sensitive resistors 34a and 34b are each at upper surfaces of the bars 26a and 26b intended. The bars 23a and 23b extend in the direction of an X-axis. The sinker 27 is in a negative direction of the X-axis of the fixed part 21a arranged while the counterblower 28 in a positive direction of the X-axis from the fixed part 21b is arranged. The bars 25a and 25b extend in the direction of the Y-axis perpendicular to the X-axis. The sinker 29 is in a negative direction of the Y axis from the fixed part 21c arranged while the counterblower 30 in a positive direction of the Y-axis from the fixed part 21d is arranged.
Der Senker 27 ist dem Senker 28 zugewandt, und der Senker 29 ist dem Senker 30 zugewandt. Leitende Teile 27a, 28a, 29a und 30a sind jeweils an den Senkern 27, 28, 29 und 30 vorgesehen.The sinker 27 is the sinker 28 facing, and the counterblower 29 is the sinker 30 facing. Conductive parts 27a . 28a . 29a and 30a are each at the sinker 27 . 28 . 29 and 30 intended.
In dieser Konfiguration wird der Senker 27 durch die Balken 23a und 23b nur von einer Richtung (der negativen Richtung der X-Achse) gehalten. Der Senker 28 wird durch die Balken 24a und 24b nur von einer Richtung (der positiven Richtung der X-Achse) gehalten. Der Senker 29 wird durch die Balken 25a und 25b nur von einer Richtung (der negativen Richtung der Y-Achse) gehalten. Der Senker 30 wird durch die Balken 26a und 26b nur von einer Richtung (der positiven Richtung der Y-Achse) gehalten. Diese Konfiguration verhindert einen Übergang der Balken 23a bis 26a und 23b bis 26b zu anderen Wölbungsmodi aufgrund der Verschiebung der Senker 27 bis 30, wodurch eine Variation der Empfindlichkeit des Trägheitskraftsensors 1001 und eine Veränderung der Empfindlichkeit über die Zeit unterdrückt werden.In this configuration, the countersink 27 through the bars 23a and 23b held only by one direction (the negative direction of the x-axis). The sinker 28 is through the bars 24a and 24b held only by one direction (the positive direction of the x-axis). The sinker 29 is through the bars 25a and 25b held only by one direction (the negative direction of the y-axis). The sinker 30 is through the bars 26a and 26b held only by one direction (the positive direction of the Y-axis). This configuration prevents a transition of the bars 23a to 26a and 23b to 26b to other buckling modes due to the displacement of the countersink 27 to 30 , whereby a variation of the sensitivity of the inertial force sensor 1001 and a change in sensitivity over time can be suppressed.
Eine Stromversorgungselektrode 35 zum Anlegen einer Spannung, Ausgangselektroden 36 und 37 und eine GND-Elektrode 38 für eine Erdung sind an jedem der fixierten Teile 21a bis 21d vorgesehen. Die Stromversorgungselektrode 35, die Ausgangselektroden 36 und 37 und die GND-Elektrode 38 für eine Erdung sind elektrisch mit den dehnungsempfindlichen Widerständen 31a bis 34a und 31b bis 34b über Verdrahtungen 41 verbunden, um eine Brückenschaltung zu bilden.A power supply electrode 35 for applying a voltage, output electrodes 36 and 37 and a GND electrode 38 for a grounding are attached to each of the fixed parts 21a to 21d intended. The power supply electrode 35 , the output electrodes 36 and 37 and the GND electrode 38 for a grounding are electrical with the strain sensitive resistors 31a to 34a and 31b to 34b over wiring 41 connected to form a bridge circuit.
Eine Fehlerdiagnose-Elektrode 39 zum Anlegen einer Spannung für eine Fehlerdiagnose und ein Paar von Fehlerdiagnose-Elektroden 40a und 40b sind an jedem der fixierten Teile 21a bis 21d vorgesehen.A fault diagnosis electrode 39 for applying a voltage for fault diagnosis and a pair of fault diagnosis electrodes 40a and 40b are on each of the fixed parts 21a to 21d intended.
2 und 3 sind vergrößerte Draufsichten auf den Trägheitskraftsensor 1001 und zeigen jeweils einen Umfangsteil des fixierten Teils 21a und einen Umfangsteil des fixierten Teils 21b. In dem Umfangsteil des fixierten Teils 21a von 2 erstreckt sich eine Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48c von der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 an dem fixierten Teil 21a und verzweigt zu Verzweigungsleitungen 148c und 248c. Die Verzweigungsleitungen 148c und 248c sind mit einem leitenden Teil 27a jeweils über obere Flächen der Balken 23a und 23b verbunden. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 39 an dem fixierten Teil 21a ist also mit dem leitenden Teil 27a über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48c verbunden. Die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48a erstreckt sich von der Fehlerdiagnose-Elektrode 40a an dem fixierten Teil 21a über die obere Fläche des Balkens 23a, um mit dem leitenden Teil 27a verbunden zu werden. Die an dem fixierten Teil 21a vorgesehene Fehlerdiagnose-Elektrode 40a ist also mit dem leitenden Teil 27a über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48a verbunden. Die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48b erstreckt sich von der Fehlerdiagnose-Elektrode 40b an dem fixierten Teil 21a über die obere Fläche des Balkens 23b, um mit dem leitenden Teil 27a verbunden zu werden. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 40b an dem fixierten Teil 21a ist also mit dem leitenden Teil 27a über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48b verbunden. In dem Umfangsteil des fixierten Teils 21b von 3 erstreckt sich eine Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48c von der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 an dem fixierten Teil 21b und verzweigt in die Verzweigungsleitungen 148c und 248c. Die Verzweigungsleitungen 148c und 248c sind mit dem leitenden Teil 28a jeweils über die oberen Flächen der Balken 24a und 24b verbunden. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 39 an dem fixierten Teil 21b ist also mit dem leitenden Teil 28a über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48c verbunden. Die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48a erstreckt sich von der Fehlerdiagnose-Elektrode 40a an dem fixierten Teil 21b über die obere Fläche des Balkens 24a, um mit dem leitenden Teil 28a verbunden zu werden. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 40a an dem fixierten Teil 21b ist also mit dem leitenden Teil 28a über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48a verbunden. Die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48b erstreckt sich von der Fehlerdiagnose-Elektrode 40b an dem fixierten Teil 21b über die obere Fläche des Balkens 24b, um mit dem leitenden Teil 28a verbunden zu werden. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 40b an dem fixierten Teil 21b ist also mit dem leitenden Teil 28a über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48b verbunden. 2 and 3 are enlarged plan views of the inertial force sensor 1001 and each show a peripheral part of the fixed part 21a and a peripheral part of the fixed part 21b , In the peripheral part of the fixed part 21a from 2 extends a fault diagnosis wiring 48c from the fault diagnosis electrode 39 on the fixed part 21a and branches to branch lines 148c and 248c , The branch lines 148c and 248c are with a conducting part 27a each over upper surfaces of the bars 23a and 23b connected. The fault diagnosis electrode 39 on the fixed part 21a So it's with the leading part 27a via the fault diagnosis wiring 48c connected. The fault diagnosis wiring 48a extends from the fault diagnosis electrode 40a on the fixed part 21a over the upper surface of the beam 23a to be with the conductive part 27a to be connected. The at the fixed part 21a provided fault diagnosis electrode 40a So it's with the leading part 27a via the fault diagnosis wiring 48a connected. The fault diagnosis wiring 48b extends from the fault diagnosis electrode 40b on the fixed part 21a over the upper surface of the beam 23b to be with the conductive part 27a to be connected. The fault diagnosis electrode 40b on the fixed part 21a So it's with the leading part 27a via the fault diagnosis wiring 48b connected. In the peripheral part of the fixed part 21b from 3 extends a fault diagnosis wiring 48c from the fault diagnosis electrode 39 on the fixed part 21b and branches into the branch lines 148c and 248c , The branch lines 148c and 248c are with the guiding part 28a each over the top surfaces of the bars 24a and 24b connected. The fault diagnosis electrode 39 on the fixed part 21b So it's with the leading part 28a via the fault diagnosis wiring 48c connected. The fault diagnosis wiring 48a extends from the fault diagnosis electrode 40a on the fixed part 21b over the upper surface of the beam 24a to be with the conductive part 28a to be connected. The fault diagnosis electrode 40a on the fixed part 21b So it's with the leading part 28a via the fault diagnosis wiring 48a connected. The fault diagnosis wiring 48b extends from the fault diagnosis electrode 40b on the fixed part 21b over the upper surface of the beam 24b to be with the conductive part 28a to be connected. The fault diagnosis electrode 40b on the fixed part 21b So it's with the leading part 28a via the fault diagnosis wiring 48b connected.
Ähnlich wie bei den Umfangsteilen der fixierten Teile 21a und 21b erstreckt sich in dem Umfangsteil des fixierten Teils 21c eine Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48c von der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 an dem fixierten Teil 21c und verzweigt zu den Verzweigungsleitungen 148c und 248c. Die Verzweigungsleitungen 148c und 248c sind mit dem leitenden Teil 29a jeweils über die oberen Flächen der Balken 25a und 25b verbunden. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 39 an dem fixierten Teil 21c ist also mit dem leitenden Teil 29a über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48c verbunden. Die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48a erstreckt sich von der Fehlerdiagnose-Elektrode 40a an dem fixierten Teil 21c über die obere Fläche des Balkens 25a, um mit dem leitenden Teil 29a verbunden zu werden. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 40a an dem fixierten Teil 21c ist also mit dem leitenden Teil 29a über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48a verbunden. Die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48b erstreckt sich von der Fehlerdiagnose-Elektrode 40b an dem fixierten Teil 21c über die obere Fläche des Balkens 25b, um mit dem leitenden Teil 29a verbunden zu werden. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 40b an dem fixierten Teil 21c ist also mit dem leitenden Teil 29a über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48b verbunden. In dem Umfangsteil des fixierten Teils 21d erstreckt sich die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48c von der Fehlerdiagnose-Verdrahtung 39 an dem fixierten Teil 21d und verzweigt in die Verzweigungsleitungen 148c und 248c. Die Verzweigungsleitungen 148c und 248c erstrecken sich jeweils über die oberen Flächen der Balken 26a und 26b, um mit dem leitenden Teil 30a verbunden zu werden. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 39 an dem fixierten Teil 21d ist also mit dem leitenden Teil 30a über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48c verbunden. Die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48a erstreckt sich von der Fehlerdiagnose-Elektrode 40a an dem fixierten Teil 21d über die obere Fläche des Balkens 26a, um mit dem leitenden Teil 30a verbunden zu werden. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 40a an dem fixierten Teil 21d ist also mit dem leitenden Teil 30a über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48a verbunden. Die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48b erstreckt sich von der Fehlerdiagnose-Elektrode 40b an dem fixierten Teil 21d über die obere Fläche des Balkens 26b, um mit dem leitenden Teil 30a verbunden zu werden. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 40b an dem fixierten Teil 21d ist also mit dem leitenden Teil 30a über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48b verbunden.Similar to the peripheral parts of the fixed parts 21a and 21b extends in the peripheral part of the fixed part 21c a fault diagnosis wiring 48c from the fault diagnosis electrode 39 on the fixed part 21c and branches to the branch lines 148c and 248c , The branch lines 148c and 248c are with the guiding part 29a each over the top surfaces of the bars 25a and 25b connected. The fault diagnosis electrode 39 on the fixed part 21c So it's with the leading part 29a via the fault diagnosis wiring 48c connected. The fault diagnosis wiring 48a extends from the fault diagnosis electrode 40a on the fixed part 21c over the upper surface of the beam 25a to be with the conductive part 29a to be connected. The fault diagnosis electrode 40a on the fixed part 21c So it's with the leading part 29a via the fault diagnosis wiring 48a connected. The fault diagnosis wiring 48b extends from the fault diagnosis electrode 40b on the fixed part 21c over the upper surface of the beam 25b to be with the conductive part 29a to be connected. The fault diagnosis electrode 40b on the fixed part 21c So it's with the leading part 29a via the fault diagnosis wiring 48b connected. In the peripheral part of the fixed part 21d extends the fault diagnosis wiring 48c from the fault diagnosis wiring 39 on the fixed part 21d and branches into the branch lines 148c and 248c , The branch lines 148c and 248c each extend over the upper surfaces of the beams 26a and 26b to be with the conductive part 30a to be connected. The fault diagnosis electrode 39 on the fixed part 21d So it's with the leading part 30a via the fault diagnosis wiring 48c connected. The fault diagnosis wiring 48a extends from the fault diagnosis electrode 40a on the fixed part 21d over the upper surface of the beam 26a to be with the conductive part 30a to be connected. The fault diagnosis electrode 40a on the fixed part 21d So it's with the leading part 30a via the fault diagnosis wiring 48a connected. The fault diagnosis wiring 48b extends from the fault diagnosis electrode 40b on the fixed part 21d over the upper surface of the beam 26b to be with the conductive part 30a to be connected. The fault diagnosis electrode 40b on the fixed part 21d So it's with the leading part 30a via the fault diagnosis wiring 48b connected.
4A ist eine Draufsicht auf den Trägheitskraftsensor 1001. Dehnungsempfindliche Widerstände 31a und 31b an den Balken 23a und 23b bilden jeweils die Widerstände R2 und R4. Dehnungsempfindliche Widerstände 32a und 32b an den Balken 24a und 24b bilden jeweils die Widerstände R1 und R3. Dehnungsempfindliche Widerstände 33a und 33b an den Balken 25a und 25b bilden jeweils die Widerstände R7 und R5. Dehnungsempfindliche Widerstände 34a und 34b an den Balken 26a und 26b bilden jeweils die Widerstände R8 und R6. Dehnungsempfindliche Widerstände 49a und 49b an dem Rahmen 20 bilden jeweils die Widerstände R9 und R10. 4A is a plan view of the inertial force sensor 1001 , Strain-sensitive resistors 31a and 31b to the beams 23a and 23b each form the resistors R2 and R4. Strain-sensitive resistors 32a and 32b to the beams 24a and 24b each form the resistors R1 and R3. Strain-sensitive resistors 33a and 33b to the beams 25a and 25b each form the resistors R7 and R5. Strain-sensitive resistors 34a and 34b to the beams 26a and 26b each form the resistors R8 and R6. Strain-sensitive resistors 49a and 49b on the frame 20 each form the resistors R9 and R10.
4B ist eine schematische Ansicht einer Erfassungsschaltung des Trägheitskraftsensors 1001 zum Erfassen einer Beschleunigung in der Richtung der X-Achse. Wie in 4B gezeigt, sind die Widerstände R1, R2, R3 und R4 verbunden, um eine Brückenschaltung zu bilden. Eine Spannung wird zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Knoten Vdd und GND angelegt, während eine Spannung zwischen einem anderen Paar von Knoten Vx1 und Vx2 erfasst wird, um die Beschleunigung in der Richtung der X-Achse zu erfassen. 4B Fig. 10 is a schematic view of a detection circuit of the inertial force sensor 1001 for detecting an acceleration in the direction of the X-axis. As in 4B shown are the resistors R1, R2, R3 and R4 are connected to form a bridge circuit. A voltage is applied between a pair of opposite nodes Vdd and GND, while a voltage between another pair of nodes Vx1 and Vx2 is detected to detect the acceleration in the direction of the X-axis.
4C ist eine schematische Ansicht einer Erfassungsschaltung des Trägheitskraftsensors 1001 zum Erfassen einer Beschleunigung in der Richtung der Y-Achse. Wie in 4C gezeigt, sind die Widerstände R5, R6, R7 und R8 verbunden, um eine Brückenschaltung zu bilden. Eine Spannung wird zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Knoten Vdd und GND angelegt, während eine Spannung zwischen einem anderen Paar von Knoten Vy1 und Vy2 erfasst wird, um die Beschleunigung in der Richtung der Y-Achse zu erfassen. 4C Fig. 10 is a schematic view of a detection circuit of the inertial force sensor 1001 for detecting acceleration in the direction of the Y-axis. As in 4C As shown, resistors R5, R6, R7 and R8 are connected to form a bridge circuit. A voltage is applied between a pair of opposite nodes Vdd and GND while detecting a voltage between another pair of nodes Vy1 and Vy2 to detect the acceleration in the direction of the Y-axis.
4D ist eine schematische Ansicht einer Erfassungsschaltung des Trägheitskraftsensors 1001 zum Erfassen einer Beschleunigung in der Richtung der Z-Achse senkrecht zu der X-Achse und der Y-Achse. Wie in 4D gezeigt, sind die Widerstände R5, R10, R8 und R9 verbunden, um eine Brückenschaltung zu bilden. Eine Spannung wird zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Knoten Vdd und GND angelegt, während eine Spannung zwischen einem anderen Paar von Knoten Vz1 und Vz2 erfasst wird, um die Beschleunigung in der Richtung der Z-Achse zu erfassen. 4D Fig. 10 is a schematic view of a detection circuit of the inertial force sensor 1001 for detecting acceleration in the direction of the Z-axis perpendicular to the X-axis and the Y-axis. As in 4D shown, the resistors R5, R10, R8 and R9 are connected to form a bridge circuit. A voltage is applied between a pair of opposite nodes Vdd and GND while detecting a voltage between another pair of nodes Vz1 and Vz2 to detect the acceleration in the Z-axis direction.
Nach einer langen Nutzungszeit kann der herkömmliche Trägheitskraftsensor 501 von 19 einen Riss in den Basen der Senker 7 bis 10 aufweisen. Ein derartiger Riss kann die Versetzung in der vertikalen Richtung der Senker 7 bis 10 verändern und eine Fluktuation der Widerstände der dehnungsempfindlichen Widerstände 11 bis 14 verursachen. Deshalb gibt das von der Brückenschaltung, die aus den dehnungsempfindlichen Widerstände 11 bis 14 besteht, ausgegebene Signal unter Umständen nicht die Beschleunigung wieder, wodurch eine genaue Erfassung der Beschleunigung verhindert wird.After a long period of use, the conventional inertial force sensor 501 from 19 a crack in the bases of the countersink 7 to 10 exhibit. Such a crack may offset in the vertical direction of the countersink 7 to 10 change and a fluctuation of the resistances of the strain sensitive resistors 11 to 14 cause. Therefore, that of the bridge circuit, which consists of the strain sensitive resistors 11 to 14 The output signal may not be the acceleration again, preventing accurate detection of the acceleration.
Wenn in dem Trägheitskraftsensor 1001 gemäß der Ausführungsform eine übermäßige Beschleunigung wiederholt während einer langzeitigen Nutzung des Trägheitskraftsensors 1001 einwirkt, vergrößern sich die Verschiebungsgrößen der Senker 27 bis 30 wiederholt. Dadurch kann eine Ermüdung der Balken 23a bis 26a und 32b bis 26b verursacht werden, wodurch Risse in den Balken verursacht werden können. Der Trägheitskraftsensor 1001 gemäß der Ausführungsform 1 kann einen Fehler erfassen, bei dem ein Riss in einem der Balken 23a bis 26a und 23b bis 26b erzeugt wird.When in the inertial force sensor 1001 According to the embodiment, excessive acceleration repeats during long-term use of the inertial force sensor 1001 acts, increase the displacement sizes of the countersink 27 to 30 repeated. This can cause fatigue of the bars 23a to 26a and 32b to 26b caused, which cracks in the bars can be caused. The inertial force sensor 1001 According to the embodiment 1, it is possible to detect an error in which a crack in one of the bars 23a to 26a and 23b to 26b is produced.
5 ist ein Schaltungsdiagramm einer Fehlerdiagnose-Schaltung 1002 des Trägheitskraftsensors 1001 zum Erfassen des Fehlers. Eine Eingangsspannung VF für eine Fehlerdiagnose, die durch den Verstärker 42 der Fehlerdiagnose-Schaltung 1002 verstärkt wurde, wird an der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 an dem fixierten Teil 21a angelegt und in einen nichtinvertierenden Eingangsanschluss 44 des Vergleichers 43 eingegeben. Die an der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 angelegte Eingangsspannung VF wird an einem invertierenden Eingangsanschluss 45 des Vergleichers 43 über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48c (Verzweigungsleitung 148c), den leitenden Teil 27a, die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48a und die Fehlerdiagnose-Elektrode 40a angelegt. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 40a ist konfiguriert, um mit einem invertierenden Eingangsanschluss 45 des Vergleichers 43 verbunden zu werden und über den Erdungswiderstand R45 geerdet zu werden. 5 is a circuit diagram of a fault diagnosis circuit 1002 of the inertial force sensor 1001 for detecting the error. An input voltage VF for a fault diagnosis by the amplifier 42 the fault diagnosis circuit 1002 is amplified, is at the fault diagnosis electrode 39 on the fixed part 21a created and in a non-inverting input terminal 44 of the comparator 43 entered. The at the fault diagnosis electrode 39 applied input voltage VF is at an inverting input terminal 45 of the comparator 43 via the fault diagnosis wiring 48c (Branch line 148c ), the guiding part 27a , the fault diagnosis wiring 48a and the fault diagnosis electrode 40a created. The fault diagnosis electrode 40a is configured to work with an inverting input terminal 45 of the comparator 43 to be connected and grounded via grounding resistor R45.
Entsprechend wird die Eingangsspannung VF für eine Fehlerdiagnose, die durch den Verstärker 42 einer anderen Fehlerdiagnose-Schaltung 1002 verstärkt wurde, an der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 an dem fixierten Teil 21a angelegt und in den nicht-invertierenden Eingangsanschluss 44 des Vergleichers 43 eingegeben. Die an der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 angelegte Eingangsspannung VF wird an dem invertierenden Eingangsanschluss 45 des Vergleichers 43 über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48c (Verzweigungsleitung 248c), den leitenden Teil 27a, die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48b und die Fehlerdiagnose-Elektrode 40b angelegt. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 40b ist konfiguriert, um mit dem invertierenden Eingangsanschluss 45 des Vergleichers 43 verbunden zu werden und über den Erdungswiderstand R45 geerdet zu werden.Accordingly, the input voltage VF for a fault diagnosis by the amplifier 42 another fault diagnosis circuit 1002 was amplified at the fault diagnosis electrode 39 on the fixed part 21a applied and in the non-inverting input terminal 44 of the comparator 43 entered. The at the fault diagnosis electrode 39 applied input voltage VF is at the inverting input terminal 45 of the comparator 43 via the fault diagnosis wiring 48c (Branch line 248c ), the guiding part 27a , the fault diagnosis wiring 48b and the fault diagnosis electrode 40b created. The fault diagnosis electrode 40b is configured to connect to the inverting input terminal 45 of the comparator 43 to be connected and grounded via grounding resistor R45.
Entsprechend wird die Eingangsspannung VF für eine Fehlerdiagnose, die durch den Verstärker 42 einer weiteren Fehlerdiagnose-Schaltung 1002 verstärkt wurde, an der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 an dem fixierten Teil 21b angelegt und in den nicht-invertierenden Eingangsanschluss 44 des Vergleichers 43 eingegeben. Die an der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 angelegte Eingangsspannung VF wird an dem invertierenden Eingangsanschluss 45 des Vergleichers 43 über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48c (Verzweigungsleitung 148c), den leitenden Teil 28a, die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48a und die Fehlerdiagnose-Elektrode 40a angelegt. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 40a ist derart konfiguriert, dass sie mit dem invertierenden Eingangsanschluss 45 des Vergleichers 43 gekoppelt ist und über den Erdungswiderstand F45 geerdet ist.Accordingly, the input voltage VF for a fault diagnosis by the amplifier 42 another fault diagnosis circuit 1002 was amplified at the fault diagnosis electrode 39 on the fixed part 21b applied and in the non-inverting input terminal 44 of the comparator 43 entered. The at the fault diagnosis electrode 39 applied input voltage VF is at the inverting input terminal 45 of the comparator 43 via the fault diagnosis wiring 48c (Branch line 148c ), the guiding part 28a , the fault diagnosis wiring 48a and the fault diagnosis electrode 40a created. The fault diagnosis electrode 40a is configured to connect to the inverting input terminal 45 of the comparator 43 is grounded and grounded through ground resistor F45.
Entsprechend wird die Eingangsspannung VF für eine Fehlerdiagnose, die durch den Verstärker 42 einer weiteren Fehlerdiagnose-Schaltung 1002 verstärkt wurde, an der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 an dem fixierten Teil 21b angelegt und in den nicht-invertierenden Eingangsanschluss 44 des Vergleichers 43 eingegeben. Die an der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 angelegte Eingangsspannung VF wird an dem invertierenden Eingangsanschluss 45 des Vergleichers 43 über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48c (Verzweigungsleitung 248c), den leitenden Teil 28a, die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48b und die Fehlerdiagnose-Elektrode 40b angelegt. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 40b ist konfiguriert, um mit dem invertierenden Eingangsanschluss 45 des Vergleichers 43 verbunden zu werden und über den Erdungswiderstand R45 geerdet zu werden.Accordingly, the input voltage VF for a fault diagnosis by the amplifier 42 another fault diagnosis circuit 1002 was amplified at the fault diagnosis electrode 39 on the fixed part 21b applied and in the non-inverting input terminal 44 of the comparator 43 entered. The at the fault diagnosis electrode 39 applied input voltage VF is at the inverting input terminal 45 of the comparator 43 via the fault diagnosis wiring 48c (Branch line 248c ), the guiding part 28a , the fault diagnosis wiring 48b and the fault diagnosis electrode 40b created. The fault diagnosis electrode 40b is configured to connect to the inverting input terminal 45 of the comparator 43 to be connected and grounded via grounding resistor R45.
Entsprechend wird die Eingangsspannung VF für eine Fehlerdiagnose, die durch den Verstärker 42 einer weiteren Fehlerdiagnose-Schaltung 1002 verstärkt wurde, an der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 an dem fixierten Teil 21c angelegt und in den nicht-invertierenden Eingangsanschluss 44 des Vergleichers 43 eingegeben. Die an der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 angelegte Eingangsspannung VF wird an dem invertierenden Eingangsanschluss 45 des Vergleichers 43 über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48c (Verzweigungsleitung 148c), den leitenden Teil 29a, die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48a und die Fehlerdiagnose-Elektrode 40a angelegt. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 40a ist konfiguriert, um mit dem invertierenden Eingangsanschluss 45 des Vergleichers 43 verbunden zu werden und über den Erdungswiderstand R45 geerdet zu werden.Accordingly, the input voltage VF for a fault diagnosis by the amplifier 42 another fault diagnosis circuit 1002 was amplified at the fault diagnosis electrode 39 on the fixed part 21c applied and in the non-inverting input terminal 44 of the comparator 43 entered. The at the fault diagnosis electrode 39 applied input voltage VF is at the inverting input terminal 45 of the comparator 43 via the fault diagnosis wiring 48c (Branch line 148c ), the guiding part 29a , the fault diagnosis wiring 48a and the fault diagnosis electrode 40a created. The fault diagnosis electrode 40a is configured to connect to the inverting input terminal 45 of the comparator 43 to be connected and grounded via grounding resistor R45.
Entsprechend wird die Eingangsspannung VF für eine Fehlerdiagnose, die durch den Verstärker 42 einer weiteren Fehlerdiagnose-Schaltung 1002 verstärkt wurde, an der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 an dem fixierten Teil 21c angelegt und in den nicht-invertierenden Eingangsanschluss 44 des Vergleichers 43 eingegeben. Die an der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 angelegte Eingangsspannung VF wird an dem invertierenden Eingangsanschluss 45 des Vergleichers 43 über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48c (Verzweigungsleitung 248c), den leitenden Teil 29a, die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48b und die Fehlerdiagnose-Elektrode 40b angelegt. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 40b ist konfiguriert, um mit dem invertierenden Eingangsanschluss 45 des Vergleichers 43 verbunden zu werden und über den Erdungswiderstand R45 geerdet zu werden.Accordingly, the input voltage VF for a fault diagnosis by the amplifier 42 another fault diagnosis circuit 1002 was amplified at the fault diagnosis electrode 39 on the fixed part 21c applied and in the non-inverting input terminal 44 of the comparator 43 entered. The at the fault diagnosis electrode 39 applied input voltage VF is at the inverting input terminal 45 of the comparator 43 via the fault diagnosis wiring 48c (Branch line 248c ), the guiding part 29a , the fault diagnosis wiring 48b and the fault diagnosis electrode 40b created. The fault diagnosis electrode 40b is configured to connect to the inverting input terminal 45 of the comparator 43 to be connected and grounded via grounding resistor R45.
Entsprechend wird die Eingangsspannung VF für eine Fehlerdiagnose, die durch den Verstärker 42 einer weiteren Fehlerdiagnose-Schaltung 1002 verstärkt wurde, an der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 an dem fixierten Teil 21d angelegt und in den nicht-invertierenden Eingangsanschluss 44 des Vergleichers 43 eingegeben. Die an der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 angelegte Eingangsspannung VF wird an dem invertierenden Eingangsanschluss 45 des Vergleichers 43 über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48c (Verzweigungsleitung 148c), den leitenden Teil 30a, die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48a und die Fehlerdiagnose-Elektrode 40a angelegt. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 40a ist konfiguriert, um mit dem invertierenden Eingangsanschluss 45 des Vergleichers 43 verbunden zu werden und über den Erdungswiderstand R45 geerdet zu werden.Accordingly, the input voltage VF for a fault diagnosis by the amplifier 42 another fault diagnosis circuit 1002 was amplified at the fault diagnosis electrode 39 on the fixed part 21d applied and in the non-inverting input terminal 44 of the comparator 43 entered. The at the fault diagnosis electrode 39 applied input voltage VF is at the inverting input terminal 45 of the comparator 43 via the fault diagnosis wiring 48c (Branch line 148c ), the guiding part 30a , the fault diagnosis wiring 48a and the fault diagnosis electrode 40a created. The fault diagnosis electrode 40a is configured to connect to the inverting input terminal 45 of the comparator 43 to be connected and grounded via grounding resistor R45.
Entsprechend wird die Eingangsspannung VF für eine Fehlerdiagnose, die durch den Verstärker 42 einer weiteren Fehlerdiagnose-Schaltung 1002 verstärkt wurde, an der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 an dem fixierten Teil 21d angelegt und in den nicht-invertierenden Eingangsanschluss 44 des Vergleichers 43 eingegeben. Die an der Fehlerdiagnose-Elektrode 39 angelegte Eingangsspannung VF wird an dem invertierenden Eingangsanschluss 45 des Vergleichers 43 über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48c (Verzweigungsleitung 248c), den leitenden Teil 30a, die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 48b und die Fehlerdiagnose-Elektrode 40b angelegt. Die Fehlerdiagnose-Elektrode 40b ist konfiguriert, um mit dem invertierenden Eingangsanschluss 45 des Vergleichers 43 verbunden zu werden und über den Erdungswiderstand R45 geerdet zu werden.Accordingly, the input voltage VF for a fault diagnosis by the amplifier 42 another fault diagnosis circuit 1002 was amplified at the fault diagnosis electrode 39 on the fixed part 21d applied and in the non-inverting input terminal 44 of the comparator 43 entered. The at the fault diagnosis electrode 39 applied input voltage VF is at the inverting input terminal 45 of the comparator 43 via the fault diagnosis wiring 48c (Branch line 248c ), the guiding part 30a , the fault diagnosis wiring 48b and the fault diagnosis electrode 40b created. The fault diagnosis electrode 40b is configured to connect to the inverting input terminal 45 of the comparator 43 to be connected and grounded via grounding resistor R45.
6 zeigt die Ausgangsspannung Vout des Vergleichers 43 der Fehlerdiagnose-Schaltung 1002, die mit den Fehlerdiagnose-Elektroden 39 und 40a an dem fixierten Teil 21a des Trägheitskraftsensors 1001 verbunden ist. In 6 gibt die vertikale Achse die Ausgangsspannung Vout des Vergleichers 43 wieder und gibt die horizontale Achse die Zeit wieder. Wie in 6 gezeigt, tritt bis zum Zeitpunkt tp1 kein Riss in dem Balken 23a auf, sodass der Trägheitskraftsensor 1001 eine Beschleunigung normal erfassen kann. Weil während einer normalen Nutzung die Spannung VF an den beiden Fehlerdiagnose-Elektroden 39 und 40a angelegt wird, gibt der Vergleicher 43 eine Spannung von 0 V aus. Wenn zum Zeitpunkt tp1 ein Riss in dem Balken 23a auftritt, wird wenigstens eine der Fehlerdiagnose-Verdrahtungen 48a und 48c (Verzweigungsleitungen 148c) getrennt und geöffnet. Dann wird die Spannung VF in den nicht-invertierenden Eingangsanschluss 44 des Vergleichers 43 eingegeben, während der invertierende Eingangsanschluss 45 über den Erdungswiderstand R45 geerdet wird, sodass eine Spannung von 0 V angelegt wird und der Vergleicher 43 die Ausgangsspannung VF ausgibt. In der Ausführungsform 1 ist die Spannung VF gleich 12,5 V. Die Ausgangsspannung Vout der Fehlerdiagnose-Schaltung 1002, die mit den Fehlerdiagnose-Elektroden 39 und 40a an dem fixierten Teil 21a verbunden ist, gestattet also die Erfassung eines Risses in dem Balken 23a. Entsprechend gestattet die Ausgangsspannung Vout der Fehlerdiagnose-Schaltung 1002, die mit den Fehlerdiagnose-Elektroden 39 und 40b an dem fixierten Teil 21a verbunden ist, die Erfassung eines Risses in dem Balken 23b. 6 shows the output voltage Vout of the comparator 43 the fault diagnosis circuit 1002 that connected with the fault diagnosis electrodes 39 and 40a on the fixed part 21a of the inertial force sensor 1001 connected is. In 6 the vertical axis gives the output voltage Vout of the comparator 43 again and the horizontal axis gives the time again. As in 6 shown, no crack occurs in the bar until time tp1 23a so that the inertial force sensor 1001 can detect an acceleration normally. Because during normal use, the voltage VF at the two fault diagnosis electrodes 39 and 40a is created, gives the comparator 43 a voltage of 0V. If at time tp1 there is a crack in the bar 23a occurs, at least one of the fault diagnosis wirings 48a and 48c (Branch lines 148c ) and opened. Then, the voltage VF becomes the non-inverting input terminal 44 of the comparator 43 entered while the inverting input terminal 45 is earthed through grounding resistor R45 so that a voltage of 0 V is applied and the comparator 43 outputs the output voltage VF. In the embodiment 1, the voltage VF is equal to 12.5 V. The output voltage Vout of the fault diagnosis circuit 1002 that connected with the fault diagnosis electrodes 39 and 40a on the fixed part 21a thus allowing the detection of a crack in the beam 23a , Accordingly, the output voltage Vout allows the fault diagnosis circuit 1002 that connected with the fault diagnosis electrodes 39 and 40b on the fixed part 21a the detection of a crack in the beam 23b ,
Entsprechend gestattet die Ausgangsspannung Vout der Fehlerdiagnose-Schaltung 1002, die mit den Fehlerdiagnose-Elektroden 39 und 40a an dem fixierten Teil 21b verbunden ist, die Erfassung eines Risses in dem Balken 24a. Entsprechend gestattet die Ausgangsspannung Vout der Fehlerdiagnose-Schaltung 1002, die mit den Fehlerdiagnose-Elektroden 39 und 40b an dem fixierten Teil 21b verbunden ist, die Erfassung eines Risses in dem Balken 24b.Accordingly, the output voltage Vout allows the fault diagnosis circuit 1002 that connected with the fault diagnosis electrodes 39 and 40a on the fixed part 21b the detection of a crack in the beam 24a , Accordingly, the output voltage Vout allows the fault diagnosis circuit 1002 that connected with the fault diagnosis electrodes 39 and 40b on the fixed part 21b the detection of a crack in the beam 24b ,
Entsprechend gestattet die Ausgangsspannung Vout der Fehlerdiagnose-Schaltung 1002, die mit den Fehlerdiagnose-Elektroden 39 und 40a an dem fixierten Teil 21c verbunden ist, die Erfassung eines Risses in dem Balken 25a. Entsprechend gestattet die Ausgangsspannung Vout der Fehlerdiagnose-Schaltung 1002, die mit den Fehlerdiagnose-Elektroden 39 und 40b an dem fixierten Teil 21c verbunden ist, die Erfassung eines Risses in dem Balken 24b.Accordingly, the output voltage Vout allows the fault diagnosis circuit 1002 that connected with the fault diagnosis electrodes 39 and 40a on the fixed part 21c the detection of a crack in the beam 25a , Accordingly, the output voltage Vout allows the fault diagnosis circuit 1002 that connected with the fault diagnosis electrodes 39 and 40b on the fixed part 21c the detection of a crack in the beam 24b ,
Entsprechend gestattet die Ausgangsspannung Vout der Fehlerdiagnose-Schaltung 1002, die mit den Fehlerdiagnose-Elektroden 39 und 40a an dem fixierten Teil 21d verbunden ist, die Erfassung eines Risses in dem Balken 26a. Entsprechend gestattet die Ausgangsspannung Vout der Fehlerdiagnose-Schaltung 1002, die mit den Fehlerdiagnose-Elektroden 39 und 40b an dem fixierten Teil 21d verbunden ist, die Erfassung eines Risses in dem Balken 26b.Accordingly, the output voltage Vout allows the fault diagnosis circuit 1002 that connected with the fault diagnosis electrodes 39 and 40a on the fixed part 21d the detection of a crack in the beam 26a , Accordingly, the output voltage Vout allows the fault diagnosis circuit 1002 that connected with the fault diagnosis electrodes 39 and 40b on the fixed part 21d the detection of a crack in the beam 26b ,
Beispielhafte Ausführungsform 2Exemplary Embodiment 2
7 ist eine Draufsicht auf einen Trägheitskraftsensor 2001 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform 2. Der Trägheitskraftsensor 2001 ist ein Beschleunigungssensor zum Erfassen einer einwirkenden Beschleunigung, d. h. Trägheitskraft. In 7 werden identische Komponenten wie in dem Trägheitskraftsensor 1001 gemäß der Ausführungsform 1 von 1 durch gleiche Bezugszeichen angegeben. 7 is a plan view of an inertial force sensor 2001 according to an exemplary embodiment 2. The inertial force sensor 2001 is an acceleration sensor for detecting an applied acceleration, ie, inertial force. In 7 become identical components as in the inertial force sensor 1001 according to the embodiment 1 of 1 indicated by the same reference numerals.
Der Trägheitskraftsensor 2001 umfasst Fehlerdiagnose-Elektroden 51 und 52, die nur an dem fixierten Teil 21a vorgesehen sind, anstelle der vier Fehlerdiagnose-Elektroden 39, der vier Fehlerdiagnose-Elektroden 40a und der vier Fehlerdiagnose-Elektroden 40b des Trägheitskraftsensors 1001 gemäß der Ausführungsform 1 von 1. Es ist keine Fehlerdiagnose-Elektrode an den fixierten Teilen 21b bis 21c vorgesehen. Der Trägheitskraftsensor 2001 enthält leitende Teile 54a und 54b an einer oberen Fläche des Senkers 27 anstelle des leitenden Teils 27a, leitende Teile 55a und 55b an einer oberen Fläche des Senkers 28 anstelle des leitenden Teils 28a, leitende Teile 56a und 56b an einer oberen Fläche des Senkers 29 anstelle des leitenden Teils 29a und leitende Teile 57a und 57b an einer oberen Fläche des Senkers 30 anstelle des leitenden Teils 30a. Der Trägheitskraftsensor 2001 enthält mehrere Fehlerdiagnose-Verdrahtungen 53 anstelle der Fehlerdiagnose-Verdrahtungen 48a bis 48c. Die Fehlerdiagnose-Verdrahtungen 53 erstrecken sich durch 57b über die Balken 23a bis 26a und 23b bis 26b, um elektrisch in Reihe von der Fehlerdiagnose-Elektrode 51 mit der Fehlerdiagnose-Elektrode 52 über die leitenden Teile 54a bis 57a und 54b verbunden zu werden.The inertial force sensor 2001 includes fault diagnosis electrodes 51 and 52 that only on the fixed part 21a are provided, instead of the four fault diagnosis electrodes 39 , the four fault diagnosis electrodes 40a and the four fault diagnosis electrodes 40b of the inertial force sensor 1001 according to the embodiment 1 of 1 , It is not a fault diagnosis electrode on the fixed parts 21b to 21c intended. The inertial force sensor 2001 contains conductive parts 54a and 54b on an upper surface of the countersink 27 instead of the conducting part 27a , conductive parts 55a and 55b on an upper surface of the countersink 28 instead of the conducting part 28a , conductive parts 56a and 56b on an upper surface of the countersink 29 instead of the conducting part 29a and senior parts 57a and 57b on an upper surface of the countersink 30 instead of the conducting part 30a , The inertial force sensor 2001 contains several fault diagnosis wirings 53 instead of the fault diagnosis wiring 48a to 48c , The fault diagnosis wiring 53 extend through 57b over the bars 23a to 26a and 23b to 26b To connect electrically in series from the fault diagnosis electrode 51 with the fault diagnosis electrode 52 over the conductive parts 54a to 57a and 54b to be connected.
Der Trägheitskraftsensor 2001 kann eine Beschleunigung in den Richtungen der X-Achse, der Y-Achse und der Z-Achse ähnlich wie der Trägheitskraftsensor 1001 gemäß der Ausführungsform 1 erfassen.The inertial force sensor 2001 For example, acceleration in the directions of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis may be similar to the inertial force sensor 1001 according to Embodiment 1.
8 ist ein Schaltungsdiagramm einer Fehlerdiagnose-Schaltung 2002 des Trägheitskraftsensors 2001. In 8 werden identische Komponenten wie in dem Trägheitskraftsensor 1002 von 5 durch gleiche Bezugszeichen angegeben. In der Fehlerdiagnose-Schaltung 2002 ist die Fehlerdiagnose-Elektrode 52 mit dem invertierenden Eingangsanschluss 45 des Vergleichers 43 verbunden. Die Eingangsspannung VF wird an der Fehlerdiagnose-Elektrode 51 und an den invertierenden Eingangsanschluss 45 des Vergleichers 43 über die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 53, die leitenden Teile 54a bis 57a und 54b bis 57b und die Fehlerdiagnose-Elektrode 52 angelegt. In der Fehlerdiagnose-Schaltung 2002 tritt ähnlich wie in der Fehlerdiagnose-Schaltung 1002 gemäß der Ausführungsform 1 von 6 bis zum Zeitpunkt tp1 kein Riss in einem der Balken 23a bis 26a und 23b bis 26b auf, sodass der Trägheitskraftsensor 2001 die Beschleunigung normal erfassen kann. Während der normalen Nutzung wird die Spannung VF an den beiden Fehlerdiagnose-Elektroden 51 und 52 angelegt, sodass der Vergleicher 43 eine Spannung von 0 V ausgibt. Wenn ein Riss in wenigstens einem der Balken 23a bis 26a und 23b bis 26b auftritt, wird die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 53 getrennt und geöffnet. Während dann die Spannung VF in den nichtinvertierenden Eingangsanschluss 44 des Vergleichers 43 eingegeben wird, wird der invertierende Eingangsanschluss 45 über den Erdungswiderstand R45 geerdet, sodass an ihm eine Spannung von 0 V angelegt wird, wodurch veranlasst wird, dass der Vergleicher 43 die Ausgangsspannung VF ausgibt. Gemäß der Ausführungsform 2 ist die Spannung VF gleich 12,5 V. Deshalb gestattet die Ausgangsspannung Vout der Fehlerdiagnose-Schaltung 1002 die Erfassung eines Risses in den Balken 23a bis 26a und 23b bis 26b. 8th is a circuit diagram of a fault diagnosis circuit 2002 of the inertial force sensor 2001 , In 8th become identical components as in the inertial force sensor 1002 from 5 indicated by the same reference numerals. In the fault diagnosis circuit 2002 is the fault diagnosis electrode 52 with the inverting input terminal 45 of the comparator 43 connected. The input voltage VF is at the fault diagnosis electrode 51 and to the inverting input terminal 45 of the comparator 43 via the fault diagnosis wiring 53 , the conductive parts 54a to 57a and 54b to 57b and the fault diagnosis electrode 52 created. In the fault diagnosis circuit 2002 occurs similar to the fault diagnosis circuit 1002 according to the embodiment 1 of 6 until the time tp1 no crack in one of the bars 23a to 26a and 23b to 26b so that the inertial force sensor 2001 can detect the acceleration normally. During normal use, the voltage VF at the two fault diagnosis electrodes 51 and 52 created, so the comparator 43 outputs a voltage of 0V. If a crack in at least one of the bars 23a to 26a and 23b to 26b occurs, the fault diagnosis wiring 53 separated and opened. While then the voltage VF in the non-inverting input terminal 44 of the comparator 43 is input, the inverting input terminal 45 grounded through the grounding resistor R45, so that a voltage of 0 V is applied to it, thereby causing the comparator 43 outputs the output voltage VF. According to Embodiment 2, the voltage VF is equal to 12.5 V. Therefore, the output voltage Vout allows the fault diagnosis circuit 1002 the detection of a crack in the beam 23a to 26a and 23b to 26b ,
Beispielhafte Ausführungsform 3Exemplary embodiment 3
9 ist eine Draufsicht auf einen Trägheitskraftsensor 211 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform 3. 10 ist eine Schnittansicht des Trägheitskraftsensors 211 an der Linie 10-10 von 9. Der Trägheitskraftsensor 211 ist ein Beschleunigungssensor zum Erfassen einer einwirkenden Beschleunigung, d. h. einer Trägheitskraft. 9 is a plan view of an inertial force sensor 211 according to an exemplary embodiment 3. 10 is a sectional view of the inertial force sensor 211 on the line 10-10 from 9 , The inertial force sensor 211 is a An acceleration sensor for detecting an applied acceleration, ie, an inertial force.
Der Trägheitskraftsensor 211 enthält einen fixierten Teil 212, einen Senker 213, Balken 214a und 214b, deren eine Enden mit dem fixierten Teil 212 verbunden sind, ein Gegensubstrat 215, das mit dem fixierten Teil 212 verbunden ist, sodass das Gegensubstrat 215 dem Senker 213 zugewandt ist, eine Senkerversetzungs-Elektrode 216, die an einer oberen Fläche des Senkers 213 vorgesehen ist, eine Gegenelektrode 217, die an einer unteren Fläche des Gegensubstrats 215 vorgesehen ist, eine Fehlerdiagnose-Elektrode 218, die an dem fixierten Teil 212 vorgesehen ist, und eine Fehlerdiagnose-Verdrahtung 219 für eine elektrische Verbindung der Fehlerdiagnose-Elektrode 218 mit der Senkerversetzungs-Elektrode 216. Andere Enden der Balken 214a und 214b sind mit dem Senker 213 verbunden. Die untere Fläche des Gegensubstrats 215 ist der oberen Fläche des Senkers 213 zugewandt. Die Gegenelektrode 217 ist der Senkerversetzungs-Elektrode 216 zugewandt. Die Erfassungseinheit 214c ist an dem Balken 214a vorgesehen, während die Erfassungseinheit 214d an dem Balken 214b vorgesehen ist. Die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 219 erstreckt sich durch die Balken 214a und 214b, um mit der Fehlerdiagnose-Elektrode 218 verbunden zu werden, und ist mit der Senkerversetzungs-Elektrode 216 verbunden.The inertial force sensor 211 contains a fixed part 212 a sinker 213 , Bar 214a and 214b whose one ends with the fixed part 212 connected, a counter substrate 215 that with the fixed part 212 connected so that the counter substrate 215 the sinker 213 facing, a Senkerversetzungs electrode 216 attached to an upper surface of the countersink 213 is provided, a counter electrode 217 attached to a lower surface of the counter substrate 215 is provided, a fault diagnosis electrode 218 attached to the fixed part 212 is provided, and a fault diagnosis wiring 219 for an electrical connection of the fault diagnosis electrode 218 with the sinker offset electrode 216 , Other ends of the beams 214a and 214b are with the sinker 213 connected. The lower surface of the counter substrate 215 is the upper surface of the countersink 213 facing. The counter electrode 217 is the sinker offset electrode 216 facing. The registration unit 214c is at the beam 214a provided while the registration unit 214d on the beam 214b is provided. The fault diagnosis wiring 219 extends through the bars 214a and 214b to deal with the fault diagnosis electrode 218 and is connected to the sinker offset electrode 216 connected.
In dieser Konfiguration wird die Spannung Vd zwischen der Senkerversetzungs-Elektrode 216 und der Gegenelektrode 217 angelegt, um eine elektrostatische Kraft auf den Senker 213 auszuüben und den Senker 213 zu versetzen, so als ob eine Beschleunigung auf den Senker 213 einwirken würde. Dadurch wird eine Selbstdiagnosefunktion vorgesehen, mit der bestimmt wird, ob der Trägheitskraftsensor 211 normal betrieben wird oder nicht.In this configuration, the voltage Vd between the Senkerversetzungs electrode 216 and the counter electrode 217 applied to an electrostatic force on the sinker 213 exercise and the sinker 213 to put off, as if an acceleration on the sinker 213 would act. Thereby, a self-diagnostic function is provided, with which it is determined whether the inertial force sensor 211 is operated normally or not.
11A ist eine schematische Ansicht eines Trägheitskraftsensors 211, bei dem der Balken 214b nicht gebrochen ist, aber der Balken 214a gebrochen ist. 11B ist eine schematische Ansicht eines Trägheitskraftsensors 211, bei dem der Balken 214a nicht gebrochen ist, aber der Balken 214b gebrochen ist. Wenn wie in 11A gezeigt, der Balken 214a gebrochen ist, wird die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 219 an dem Balken 214a getrennt. Wenn wie in 11b gezeigt, der Balken 214b gebrochen ist, wird die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 219 an dem Balken 214b getrennt. Wenn also einer der Balken 214a und 214b gebrochen wird, wird die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 219 getrennt und wird die Fehlerdiagnose-Elektrode 218 elektrisch von der Senkerversetzungs-Elektrode 216 getrennt. Also auch wenn die Spannung Vd an der Fehlerdiagnose-Elektrode 218 angelegt wird, wird die Spannung Vd nicht zwischen der Senkerversetzungs-Elektrode 216 und der Gegenelektrode 217 angelegt und wird der Senker 213 nicht versetzt. Auf diese Weise kann bestimmt werden, dass sich der Trägheitskraftsensor 211 in einem fehlerhaften Zustand befindet. 11A is a schematic view of an inertial force sensor 211 in which the beam 214b not broken, but the beam 214a is broken. 11B is a schematic view of an inertial force sensor 211 in which the beam 214a not broken, but the beam 214b is broken. If like in 11A shown, the beam 214a is broken, the fault diagnosis wiring 219 on the beam 214a separated. If like in 11b shown, the beam 214b is broken, the fault diagnosis wiring 219 on the beam 214b separated. So if one of the bars 214a and 214b is broken, the fault diagnosis wiring 219 disconnects and becomes the fault diagnosis electrode 218 electrically from the sinker offset electrode 216 separated. So even if the voltage Vd at the fault diagnosis electrode 218 is applied, the voltage Vd is not between the Senkerversetzungs electrode 216 and the counter electrode 217 created and becomes the sinker 213 not staggered. In this way it can be determined that the inertial force sensor 211 is in a faulty state.
Im Folgenden wird die Konfiguration des Trägheitskraftsensors 211 im Detail beschrieben.The following is the configuration of the inertial force sensor 211 described in detail.
Der fixierte Teil 212, der Senker 213, die Balken 214a und 214b und das Gegensubstrat 215 können zum Beispiel aus Silicium, geschmolzenem Quarz oder Aluminiumoxid ausgebildet sein. Vorzugsweise sind sie aus Siliciumoxid ausgebildet, um den Trägheitskraftsensor 211 mit einer kleinen Größe unter Verwendung einer Mikroverarbeitungstechnik vorzusehen.The fixed part 212 , the sinker 213 , the bars 214a and 214b and the counter substrate 215 For example, they may be formed of silicon, fused quartz or alumina. Preferably, they are formed of silicon oxide around the inertial force sensor 211 with a small size using a micro-processing technique.
Der fixierte Teil 212 kann an dem Gegensubstrat 215 zum Beispiel mittels eines Klebers, einer Metallverbindung, einer Umgebungstemperaturverbindung oder einer Anodenverbindung haften. Als Kleber kann zum Beispiel ein Epoxidharz oder Silikonharz verwendet werden. Ein Kleber aus Silikonharz kann die durch das Härten des Klebers erzeugten mechanischen Spannungen reduzieren.The fixed part 212 can on the counter substrate 215 for example, by means of an adhesive, a metal compound, an ambient temperature compound or an anode compound. As the adhesive, for example, an epoxy resin or silicone resin can be used. A silicone resin adhesive can reduce the mechanical stresses created by the curing of the adhesive.
Erfassungseinheiten 214c und 214d können zum Beispiel ein Dehnungswiderstandsverfahren oder ein Kapazitätsverfahren verwenden. Wenn piezoelektrische Widerstände als dehnungsempfindliche Widerstände für die Erfassungseinheiten 214c und 214d verwendet werden, kann die Empfindlichkeit des Trägheitskraftsensors 211 verbessert werden. Und wenn wie in dem Dehnungswiderstandsverfahren ein Dünnfilm-Widerstandsverfahren unter Verwendung eines dehnungsempfindlichen Oxidfilm-Widerstands für die Erfassungseinheiten 214c und 214d verwendet wird, können die Temperatureigenschaften des Trägheitskraftsensors 211 verbessert werden.detection units 214c and 214d For example, they may use a strain resistance method or a capacitance method. When piezoelectric resistors as strain sensitive resistors for the detection units 214c and 214d can be used, the sensitivity of the inertial force sensor 211 be improved. And if, as in the strain resistance method, a thin film resistive method using a strain sensitive oxide film resistor for the detection units 214c and 214d can be used, the temperature characteristics of the inertial force sensor 211 be improved.
12 ist ein Schaltungsdiagramm eines Trägheitskraftsensors 211, wenn die Erfassungseinheiten 214c und 214d ein Dehnungswiderstandsverfahren verwenden. Der dehnungsempfindliche Widerstand R201 entspricht der Erfassungseinheit 214c. Der dehnungsempfindliche Widerstand R204 entspricht der Erfassungseinheit 214d. Dehnungsempfindliche Widerstände R202 und R203 sind als Bezugswiderstände an dem fixierten Teil 212 vorgesehen. Wie in 12 gezeigt, sind die dehnungsempfindlichen Widerstände R201, R202, R203 und R204 verbunden, um eine Brückenschaltung zu bilden. Eine Spannung wird zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Knoten Vdd und GND angelegt, während eine Spannung Vs zwischen einem anderen Paar von gegenüberliegenden Knoten V201 und V202 erfasst wird, um die auf den Trägheitskraftsensor 211 einwirkende Beschleunigung zu erfassen. 12 is a circuit diagram of an inertial force sensor 211 when the capture units 214c and 214d use a strain resistance method. The strain sensitive resistor R201 corresponds to the detection unit 214c , The strain sensitive resistor R204 corresponds to the detection unit 214d , Strain-sensitive resistors R202 and R203 are reference resistors on the fixed part 212 intended. As in 12 2, the strain sensitive resistors R201, R202, R203 and R204 are connected to form a bridge circuit. A voltage is applied between a pair of opposing nodes Vdd and GND while detecting a voltage Vs between another pair of opposing nodes V201 and V202 for applying to the inertial force sensor 211 to detect acting acceleration.
Im Folgenden wird die Selbstdiagnosefunktion des Trägheitskraftsensors 211 mit Bezug auf 10 bis 12 beschrieben. Um eine Selbstdiagnose durchzuführen, wird die Spannung Vd zwischen der Senkerversetzungs-Elektrode 216 und der Gegenelektrode 217 wie in 10 gezeigt angelegt. Gemäß der Ausführungsform 3 beträgt die Spannung Vd ungefähr 12 V. Es wird also eine elektrostatische Kraft zwischen der Senkerversetzungs-Elektrode 216 und der Gegenelektrode 217 erzeugt und der Senker 213 wird derart versetzt, dass das Gegensubstrat 215 den Senker 213 anzieht. Die Versetzung des Senkers 213 vermindert die Widerstände des dehnungsempfindlichen Widerstands R201 in Entsprechung zu der Erfassungseinheit 214c und des dehnungsempfindlichen Widerstands R204 in Entsprechung zu der Erfassungseinheit 214d. Dadurch wird die Ausgangsspannung Vs der Brückenschaltung erhöht und kann bestimmt werden, dass der Trägheitskraftsensor 211 normal betrieben wird. The following is the self-diagnostic function of the inertial force sensor 211 regarding 10 to 12 described. To perform a self-diagnosis, the voltage Vd between the Senkerversetzungs electrode 216 and the counter electrode 217 as in 10 shown created. According to the embodiment 3, the voltage Vd is about 12 V. Thus, an electrostatic force is generated between the countersinking electrode 216 and the counter electrode 217 generated and the sinker 213 is offset so that the counter substrate 215 the sinker 213 attracts. The displacement of the sinker 213 decreases the resistances of the strain sensitive resistor R201 corresponding to the detection unit 214c and the strain sensitive resistor R204 corresponding to the detection unit 214d , Thereby, the output voltage Vs of the bridge circuit is increased and it can be determined that the inertial force sensor 211 is operated normally.
13 ist eine Draufsicht auf den fixierten Teil 212 eines Vergleichsbeispiels des Trägheitskraftsensors 511. In 13 werden identische Komponenten wie in dem Trägheitskraftsensor 211 gemäß der Ausführungsform 3 von 9 durch gleiche Bezugszeichen angegeben. Der Trägheitskraftsensor 511 des Vergleichsbeispiels enthält eine Fehlerdiagnose-Verdrahtung 210 anstelle der Fehlerdiagnose-Verdrahtung 219 von 9. Ein Ende der Fehlerdiagnose-Verdrahtung 210 ist mit der Fehlerdiagnose-Elektrode 218 verbunden. Ein anderes Ende der Fehlerdiagnose-Verdrahtung 210 verzweigt sich in zwei Verzweigungsleitungen. Eine der Verzweigungsleitungen ist mit der Senkerversetzungs-Elektrode 216 über den Balken 214a verbunden, während die andere Verzweigungsleitung mit der Senkerversetzungs-Elektrode 216 über den Balken 214b verbunden ist. Auch wenn sich in dieser Konfiguration der Trägheitskraftsensor 511 in einem fehlerhaften Zustand befindet, in dem einer der Balken 214a zum Beispiel aufgrund eines Falls oder Stoßes gebrochen ist, wird die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 210 an dem Balken 214b nicht getrennt, weil der Balken 214b verbunden ist. Obwohl also der Balken 214a gebrochen ist, kann der Trägheitskraftsensor 511 den Fehler nicht mittels der Selbstdiagnosefunktion erfassen. 13 is a plan view of the fixed part 212 a comparative example of the inertial force sensor 511 , In 13 become identical components as in the inertial force sensor 211 according to the embodiment 3 of 9 indicated by the same reference numerals. The inertial force sensor 511 of the comparative example includes a fault diagnosis wiring 210 instead of fault diagnosis wiring 219 from 9 , An end to the fault diagnosis wiring 210 is with the fault diagnosis electrode 218 connected. Another end of fault diagnosis wiring 210 branches into two branch lines. One of the branch lines is with the sinker offset electrode 216 over the beam 214a while the other branch line is connected to the sinker offset electrode 216 over the beam 214b connected is. Although in this configuration the inertial force sensor 511 is in a faulty state in which one of the bars 214a for example, due to a case or shock is broken, the fault diagnosis wiring 210 on the beam 214b not separated because of the beam 214b connected is. Although so the beam 214a broken, the inertial force sensor can 511 do not detect the fault by means of the self-diagnostic function.
Wenn in dem Trägheitskraftsensor 211 gemäß der Ausführungsform 3 wie in 11A und 11B gezeigt einer der Balken 214a und 214b gebrochen ist, wird die Spannung Vd nicht zwischen der Senkerversetzungs-Elektrode 216 und der Gegenelektrode 217 angelegt. Deshalb wird der Senker 213 nicht versetzt und werden die Widerstände der dehnungsempfindlichen Widerstände R201 und R204 nicht geändert, sodass bestimmt werden kann, dass sich der Trägheitskraftsensor 211 in einem fehlerhaften Zustand befindet.When in the inertial force sensor 211 according to the embodiment 3 as in 11A and 11B shown one of the bars 214a and 214b is broken, the voltage Vd is not between the Senkerversetzungs electrode 216 and the counter electrode 217 created. Therefore, the sinker 213 not offset and the resistances of the strain sensitive resistors R201 and R204 are not changed, so that it can be determined that the inertial force sensor 211 is in a faulty state.
Beispielhafte Ausführungsform 4Exemplary Embodiment 4
14 ist eine Draufsicht auf einen Trägheitskraftsensor 221 gemäß der beispielhaften Ausführungsform 4. 15 ist eine Schnittansicht des Trägheitskraftsensors 221 an der Linie 15-15 von 14. 14 is a plan view of an inertial force sensor 221 according to the exemplary embodiment 4. 15 is a sectional view of the inertial force sensor 221 on the line 15-15 from 14 ,
Der Trägheitskraftsensor 221 enthält einen fixierten Teil 222 mit einer Rahmenform, Balken 234a bis 237a und 234b bis 237b, deren eine Enden mit dem fixierten Teil 222 verbunden sind, Senker 223a bis 223d, ein Gegensubstrat 225, das mit dem fixierten Teil 222 verbunden ist, sodass das Gegensubstrat 225 den oberen Flächen der Senker 223a bis 223d zugewandt ist, Senkerversetzungs-Elektroden 226a bis 226d, die jeweils an oberen Flächen der Senker 223a bis 223d vorgesehen sind, Gegenelektroden 227a bis 227d, die an einer unteren Fläche des Gegensubstrats 225 vorgesehen sind, Fehlerdiagnose-Elektroden 228a bis 228d, die an dem fixierten Teil 222 vorgesehen sind, und Fehlerdiagnose-Verdrahtungen 229a bis 229d, die die Fehlerdiagnose-Elektroden 228a bis 228d elektrisch jeweils mit Senkerversetzungs-Elektroden 226a bis 226d verbinden. Die unteren Flächen der Gegenelektroden 227a bis 227d sind jeweils den oberen Flächen der Senkerversetzungs-Elektroden 226a bis 226d zugewandt. Erfassungseinheiten 234c bis 237c und 234d bis 237d sind jeweils an den oberen Flächen der Balken 234a bis 237a und 234b bis 237b vorgesehen. Fehlerdiagnose-Verdrahtungen 229a bis 229d sind jeweils mit Fehlerdiagnose-Elektroden 228a bis 228d verbunden. Die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 229a erstreckt sich von der Fehlerdiagnose-Elektrode 228a über die Balken 234a und 234b, um mit der Senkerversetzungs-Elektrode 226a verbunden zu werden. Die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 229b erstreckt sich von der Fehlerdiagnose-Elektrode 228b über die Balken 235a und 235b, um mit der Senkerversetzungs-Elektrode 226b verbunden zu werden. Die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 229c erstreckt sich von der Fehlerdiagnose-Elektrode 228c über die Balken 236a und 236b, um mit der Senkerversetzungs-Elektrode 226c verbunden zu werden. Die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 229d erstreckt sich von der Fehlerdiagnose-Elektrode 228d über die Balken 237a und 237b, um mit der Senkerversetzungs-Elektrode 226d verbunden zu werden.The inertial force sensor 221 contains a fixed part 222 with a frame shape, bars 234a to 237a and 234b to 237b whose one ends with the fixed part 222 are connected, countersink 223a to 223d , a counter substrate 225 that with the fixed part 222 connected so that the counter substrate 225 the upper surfaces of the countersink 223a to 223d facing, Senkerversetzungs electrodes 226a to 226d , each at upper surfaces of the countersink 223a to 223d are provided, counter electrodes 227a to 227d attached to a lower surface of the counter substrate 225 are provided, fault diagnosis electrodes 228a to 228d attached to the fixed part 222 are provided and fault diagnostic wiring 229a to 229d containing the fault diagnosis electrodes 228a to 228d electrically in each case with Senkerversetzungs electrodes 226a to 226d connect. The lower surfaces of the counter electrodes 227a to 227d are respectively the upper surfaces of the sinker offset electrodes 226a to 226d facing. detection units 234c to 237c and 234d to 237d are each at the top surfaces of the bars 234a to 237a and 234b to 237b intended. Fault diagnosis wirings 229a to 229d are each with fault diagnosis electrodes 228a to 228d connected. The fault diagnosis wiring 229a extends from the fault diagnosis electrode 228a over the bars 234a and 234b to with the countersink replacement electrode 226a to be connected. The fault diagnosis wiring 229b extends from the fault diagnosis electrode 228b over the bars 235a and 235b to with the countersink replacement electrode 226b to be connected. The fault diagnosis wiring 229c extends from the fault diagnosis electrode 228c over the bars 236a and 236b to with the countersink replacement electrode 226c to be connected. The fault diagnosis wiring 229d extends from the fault diagnosis electrode 228d over the bars 237a and 237b to with the countersink replacement electrode 226d to be connected.
In dieser Konfiguration wird die Spannung Vd zwischen den Senkerversetzungs-Elektroden 226a bis 226d und den Gegenelektroden 227a bis 227d angelegt, um elektrostatische Kräfte auf die Senker 223a bis 223d auszuüben und die Senker 223a bis 223d zu versetzen, so als ob eine Beschleunigung auf die Senker 223a bis 223d einwirken würde. Dadurch wird eine Selbstdiagnosefunktion vorgesehen, um zu bestimmen, ob der Trägheitskraftsensor 211 normal betrieben wird oder nicht.In this configuration, the voltage Vd between the Senkerversetzungs electrodes 226a to 226d and the counter electrodes 227a to 227d applied to electrostatic forces on the sinker 223a to 223d exercise and the countersink 223a to 223d to put off, as if an acceleration on the sinker 223a to 223d would act. Thereby, a self-diagnostic function is provided to determine whether the inertial force sensor 211 is operated normally or not.
Im Folgenden wird die Konfiguration des Trägheitskraftsensors 221 im Detail beschrieben. The following is the configuration of the inertial force sensor 221 described in detail.
Der fixierte Teil 222 weist eine rechteckige Rahmenform mit einem hohlen Bereich 222a in der Mitte von oben gesehen auf. Der hohle Bereich 222a kann eine rechteckige Form oder eine kreisrunde Form aufweisen.The fixed part 222 has a rectangular frame shape with a hollow area 222a seen in the middle of the top. The hollow area 222a may have a rectangular shape or a circular shape.
Wie in 14 gezeigt, weist die Außenkante des hohlen Bereichs 222a eine achteckige Form mit vier längeren Seiten 222b und vier kürzeren Seiten 222c, die alternierend angeordnet sind, auf. Die vier längeren Seiten 222b können vorzugsweise vier Eckteilen 222d des fixierten Teils 222 zugewandt sein. Diese Konfiguration gestattet, dass ein Klebebereich 222e zum klebenden Verbinden des Gegensubstrats 225 mit dem fixierten Teil 222 in einem Bereich zwischen jeder der vier längeren Seiten 222b und einem entsprechenden der Eckteile 222d angeordnet ist. Diese Konfiguration gestattet, dass die Fläche des Gegensubstrats 225 kleiner ist als die Fläche des fixierten Teils 222. Die kleine Fläche des Gegensubstrats 225 kann einen Endteil des fixierten Teils 222 von dem Gegensubstrat 225 freilegen und gestattet, dass die Fehlerdiagnose-Elektrode 228 an dem Endteil des fixierten Teils 222 vorgesehen und einfach mit einer Packung oder einem IC gekoppelt wird.As in 14 shown points the outer edge of the hollow area 222a an octagonal shape with four longer sides 222b and four shorter pages 222c which are arranged alternately on. The four longer sides 222b may preferably have four corner parts 222d of the fixed part 222 to be facing. This configuration allows for an adhesive area 222e for adhesively bonding the counter substrate 225 with the fixed part 222 in an area between each of the four longer sides 222b and a corresponding one of the corner pieces 222d is arranged. This configuration allows the area of the counter substrate 225 smaller than the area of the fixed part 222 , The small area of the counter substrate 225 may be an end part of the fixed part 222 from the counter substrate 225 expose and allow the fault diagnosis electrode 228 at the end part of the fixed part 222 provided and simply coupled with a pack or an IC.
Balken 234a bis 237a und 234b bis 237b sind vorzugsweise mit den vier kürzeren Seiten 222c des hohlen Bereichs 222a verbunden. Diese Konfiguration reduziert die Längen der Verdrahtungen zwischen den Fehlerdiagnoseelektroden 228a bis 228d und den Erfassungseinheiten 234c bis 237c und 234d bis 237d an dem Endteil des fixierten Teils 222, wodurch eine Mischung von unnötigen Geräuschen verhindert wird.bar 234a to 237a and 234b to 237b are preferably with the four shorter sides 222c of the hollow area 222a connected. This configuration reduces the lengths of the wiring between the fault diagnosis electrodes 228a to 228d and the detection units 234c to 237c and 234d to 237d at the end part of the fixed part 222 , which prevents a mixture of unnecessary noise.
Beispiele für ein Verfahren zum haftenden Verbinden des fixierten Teils 222 mit dem Gegensubstrat 225 sind das haftende Verbinden mittels eines Klebers, einer Metallverbindung, einer Umgebungstemperaturverbindung und einer Anodenverbindung. Als Kleber kann zum Beispiel ein Epoxidharz oder Silikonharz verwendet werden. Wenn die Kleber während des Herstellungsprozesses für eine Aushärtung erhitzt werden, wird eine mechanische Spannung aufgrund der Aushärtung der Kleber und aufgrund einer Differenz in den Linearausdehnungskoeffizienten des fixierten Teils 222 und des Gegensubstrats 225 erzeugt, wobei diese mechanische Spannung in den Balken 234a bis 237a und 234b bis 237b als eine Eigenspannung akkumuliert wird. Weil in dem Trägheitskraftsensor 221 gemäß der Ausführungsform 4 die Senker 223a bis 223d durch die Balken 234a bis 237a und 234b bis 237b von nur einer Richtung gehalten werden, kann ein Übergang der Balken 234a bis 237a und 234b bis 237b zu anderen Wölbungsmodi unterdrückt werden. Die Verwendung eines Silikonharzes als Kleber kann die durch das Aushärten des Klebers erzeugte mechanische Spannung reduzieren.Examples of a method for adhesively bonding the fixed part 222 with the counter substrate 225 are the adhesive bonding by means of an adhesive, a metal compound, an ambient temperature connection and an anode connection. As the adhesive, for example, an epoxy resin or silicone resin can be used. When the adhesives are heated during the manufacturing process for curing, a stress is due to the curing of the adhesive and due to a difference in the linear expansion coefficient of the fixed part 222 and the counter substrate 225 generated, with this mechanical stress in the beam 234a to 237a and 234b to 237b is accumulated as a residual stress. Because in the inertial force sensor 221 According to the embodiment 4, the countersink 223a to 223d through the bars 234a to 237a and 234b to 237b can be held by only one direction, a transition of the beams 234a to 237a and 234b to 237b be suppressed to other vaulting modes. The use of a silicone resin as an adhesive can reduce the mechanical stress generated by the curing of the adhesive.
Wie in 14 gezeigt, erstrecken sich die Balken 234a bis 237a und 234b bis 237b, deren eines Ende mit dem fixierten Teil 222 verbunden ist, zu dem hohlen Bereich 222a. Die Dicke jedes der Balken 234a bis 237a und 234b bis 237b ist vorzugsweise kleiner als die Dicke des fixierten Teils 222 und kleiner als die Dicke jedes der Senker 223a bis 223d. Diese Konfiguration gestattet, dass sich die Balken 234a bis 237a und 234b bis 237b einfach wölben, wodurch die Empfindlichkeit des Trägheitskraftsensors 221 für eine Beschleunigung vergrößert wird.As in 14 shown, the beams extend 234a to 237a and 234b to 237b one end of which is the fixed part 222 connected to the hollow area 222a , The thickness of each of the bars 234a to 237a and 234b to 237b is preferably smaller than the thickness of the fixed part 222 and smaller than the thickness of each of the countersinks 223a to 223d , This configuration allows the bars 234a to 237a and 234b to 237b simply buckle, reducing the sensitivity of the inertial force sensor 221 is increased for acceleration.
Der Senker 223a ist mit anderen Enden der Balken 234a und 234b verbunden. Der Senker 223b ist mit anderen Enden der Balken 235a und 235b verbunden. Der Senker 223c ist mit anderen Enden der Balken 236a und 236b verbunden. Der Senker 223d ist mit anderen Enden der Balken 237a und 237b verbunden. Jeder der Senker 223a bis 223d weist einen Vorsprung auf. Der Vorsprung des Senkers 223a ist dem Vorsprung des Senkers 223b zugewandt, während der Vorsprung des Senkers 223c dem Vorsprung des Senkers 223d zugewandt ist. Das heißt, dass die Vorsprünge der Senker 223a bis 223d vorzugsweise über die Mitte des hohlen Bereichs 222a hinweg einander zugewandt sind. In dieser Konfiguration sind die vier Senker 223a bis 223d eng nebeneinander angeordnet. Durch diese Anordnung werden die Gewichte der vier Senker 223a bis 223d erhöht, um die Empfindlichkeit des Trägheitskraftsensors 221 zu erhöhen und die Größe des Trägheitskraftsensors 221 zu verkleinern.The sinker 223a is with other ends of the bars 234a and 234b connected. The sinker 223b is with other ends of the bars 235a and 235b connected. The sinker 223c is with other ends of the bars 236a and 236b connected. The sinker 223d is with other ends of the bars 237a and 237b connected. Each of the countersinks 223a to 223d has a lead. The projection of the countersink 223a is the lead of the sinker 223b facing, while the projection of the countersink 223c the lead of the sinker 223d is facing. That is, the protrusions of the countersink 223a to 223d preferably over the middle of the hollow area 222a are facing each other. In this configuration, the four countersinks 223a to 223d arranged close together. By this arrangement, the weights of the four countersink 223a to 223d increases the sensitivity of the inertial force sensor 221 to increase and the size of the inertial force sensor 221 to downsize.
Der fixierte Teil 222, die Balken 234a bis 237a und 234b bis 237b, die Senker 223a bis 223d und das Gegensubstrat 225 können zum Beispiel aus Silicium, geschmolzenem Quarz oder Aluminiumoxid ausgebildet sein. Sie sind vorzugsweise aus Silicium ausgebildet, um einen Trägheitskraftsensor 221 mit einer kleinen Größe unter Verwendung einer Mikroverarbeitungstechnik vorzusehen.The fixed part 222 , the bars 234a to 237a and 234b to 237b , the countersink 223a to 223d and the counter substrate 225 For example, they may be formed of silicon, fused quartz or alumina. They are preferably formed of silicon to be an inertial force sensor 221 with a small size using a micro-processing technique.
Die Erfassungseinheiten 234c bis 237c und 234d bis 237d können z. B. ein Dehnungswiderstandsverfahren oder ein Kapazitätsverfahren verwenden. Wenn piezoelektrische Widerstände für das Dehnungswiderstandsverfahren verwendet werden, kann die Empfindlichkeit des Trägheitskraftsensors 221 verbessert werden. Als Dehnungswiderstandsverfahren verbessert ein Dünnfilm-Widerstandsverfahren unter Verwendung von dehnungsempfindlichen Oxidfilm-Widerständen die Temperatureigenschaften des Trägheitskraftsensors 221.The registration units 234c to 237c and 234d to 237d can z. B. use a strain resistance method or a capacitance method. When piezoelectric resistors are used for the strain resistance method, the sensitivity of the inertial force sensor 221 be improved. As a strain resistance method, a thin film resistive method using strain sensitive oxide film resistors improves the temperature characteristics of the inertial force sensor 221 ,
16A ist eine Draufsicht auf den Trägheitskraftsensor 221 und zeigt ein Verfahren zum Erfassen einer Beschleunigung. Dehnungsempfindliche Widerstände R203 und R201 sind als Erfassungseinheiten 234c und 234d jeweils an den oberen Flächen der Balken 234a und 234b vorgesehen. Dehnungsempfindliche Widerstände R204 und R202 sind als Erfassungseinheiten 235c und 235d jeweils an den oberen Flächen der Balken 235a und 235b vorgesehen. Dehnungsempfindliche Widerstände R205 und R207 sind als Erfassungseinheiten 236c und 236d jeweils an den oberen Flächen der Balken 236a und 236b vorgesehen. Dehnungsempfindliche Widerstände R206 und R208 sind als Erfassungseinheiten 237c und 237d jeweils an den oberen Flächen der Balken 237a und 237b vorgesehen. Dehnungsempfindliche Widerstände R209 und R210 sind an dem fixierten Teil 222 vorgesehen. 16A is a plan view of the inertial force sensor 221 and shows a method for Detecting an acceleration. Strain-sensitive resistors R203 and R201 are detection units 234c and 234d each at the upper surfaces of the beams 234a and 234b intended. Strain-sensitive resistors R204 and R202 are considered detection units 235c and 235d each at the upper surfaces of the beams 235a and 235b intended. Strain-sensitive resistors R205 and R207 are considered detection units 236c and 236d each at the upper surfaces of the beams 236a and 236b intended. Strain-sensitive resistors R206 and R208 are detection units 237c and 237d each at the upper surfaces of the beams 237a and 237b intended. Strain-sensitive resistors R209 and R210 are on the fixed part 222 intended.
16B ist ein Schaltungsdiagramm einer X-Achsen-Erfassungsschaltung eines Trägheitskraftsensors 221 zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Richtung der X-Achse. Dehnungsempfindliche Widerstände R201, R202, R203 und R204 sind verbunden, um eine Brückenschaltung zu bilden. Während eine Spannung zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Knoten Vdd und GND angelegt wird, wird eine Potentialdifferenz Vsx zwischen einem anderen Paar von Knoten VxP und VxM (eine Differenz, die durch das Subtrahieren einer Spannung an dem Knoten VxM von einer Spannung an dem Knoten VxP erhalten wird) erfasst, um die Beschleunigung in der Richtung der X-Achse zu erfassen. 16B Fig. 10 is a circuit diagram of an X axis detection circuit of an inertial force sensor 221 for detecting acceleration in a direction of the X-axis. Strain-sensitive resistors R201, R202, R203 and R204 are connected to form a bridge circuit. While a voltage is applied between a pair of opposite nodes Vdd and GND, a potential difference Vsx between another pair of nodes VxP and VxM (a difference obtained by subtracting a voltage at the node VxM from a voltage at the node VxP is detected) to detect the acceleration in the direction of the X-axis.
16C ist ein Schaltungsdiagramm einer Y-Achsen-Erfassungsschaltung eines Trägheitskraftsensors 221 zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Richtung der Y-Achse. Dehnungsempfindliche Widerstände R205, R206, R207 und R208 sind verbunden, um eine Brückenschaltung zu bilden. Während eine Spannung zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Knoten Vdd und GND angelegt wird, wird eine Potentialdifferenz Vsy zwischen einem anderen Paar von Knoten VyP und VyM (eine Differenz, die durch das Subtrahieren einer Spannung an dem Knoten VyM von einer Spannung an dem Knoten VyP erhalten wird) erfasst, um die Beschleunigung in der Richtung der Y-Achse zu erfassen. 16C Fig. 10 is a circuit diagram of a Y-axis detection circuit of an inertial force sensor 221 for detecting acceleration in a direction of the Y-axis. Strain-sensitive resistors R205, R206, R207 and R208 are connected to form a bridge circuit. While a voltage is applied between a pair of opposite nodes Vdd and GND, a potential difference Vsy between another pair of nodes VyP and VyM (a difference obtained by subtracting a voltage at the node VyM from a voltage at the node VyP is detected) to detect the acceleration in the direction of the Y-axis.
16D ist ein Schaltungsdiagramm einer Z-Achsen-Erfassungsschaltung eines Trägheitskraftsensors 221 zum Erfassen einer Beschleunigung in einer Richtung der Z-Achse. Dehnungsempfindliche Widerstände R205, R210, R206 und R209 sind verbunden, um eine Brückenschaltung zu bilden. Während eine Spannung zwischen einem Paar von gegenüberliegenden Knoten Vdd und GND angelegt wird, wird eine Potentialdifferenz Vsz zwischen einem anderen Paar von Knoten VzP und VzM (eine Differenz, die durch das Subtrahieren einer Spannung an dem Knoten VzM von einer Spannung an dem Knoten VzP erhalten wird) erfasst, um die Beschleunigung in der Richtung der Z-Achse zu erfassen. 16D Fig. 10 is a circuit diagram of a Z-axis detection circuit of an inertial force sensor 221 for detecting acceleration in a Z-axis direction. Strain-sensitive resistors R205, R210, R206 and R209 are connected to form a bridge circuit. While a voltage is applied between a pair of opposite nodes Vdd and GND, a potential difference Vsz between another pair of nodes VzP and VzM (a difference obtained by subtracting a voltage at the node VzM from a voltage at the node VzP is detected) to detect the acceleration in the Z-axis direction.
Im Folgenden wird eine Selbstdiagnosefunktion des Trägheitskraftsensors 221 gemäß der Ausführungsform 4 beschrieben. Der Trägheitskraftsensor 221 gemäß der Ausführungsform 4 führt eine Selbstdiagnose mit drei Spannungsanlegungsmustern 1 bis 3 durch.The following is a self-diagnostic function of the inertial force sensor 221 according to embodiment 4 described. The inertial force sensor 221 According to Embodiment 4, self-diagnosis is performed with three voltage application patterns 1 to 3.
17A ist eine Draufsicht auf den Trägheitskraftsensor 221 und zeigt ein Spannungsanlegungsmuster 1. 17B und 17C sind Schaltungsdiagramme des Trägheitskraftsensors 221 zum Durchführen einer Selbstdiagnose mit dem Spannungsanlegungsmuster 1. In dem Spannungsanlegungsmuster 1 wird eine vorbestimmte Spannung Vd zwischen der Senkerversetzungs-Elektrode 226a an der oberen Fläche des Senkers 223a und der Gegenelektrode 227a angelegt, während die vorbestimmte Spannung Vd zwischen der Senkerversetzungs-Elektrode 226c an der oberen Fläche des Senkers 223c und der Gegenelektrode 227c angelegt wird. Es wird keine Spannung zwischen der Senkerversetzungs-Elektrode 226b an der oberen Fläche des Senkers 223b und der Gegenelektrode 227b angelegt, und es wird keine Spannung zwischen der Senkerversetzungs-Elektrode 226d an der oberen Fläche des Senkers 223d und der Gegenelektrode 227d angelegt. Dieses Muster erzeugt eine elektrostatische Kraft zum Versetzen der Senker 223a und 223c, sodass das Gegensubstrat 225 die Senker 223a und 223c anzieht, aber die Senker 223b und 223d nicht versetzt. Die Versetzung der Senker 223a und 223c vermindert die Widerstände der dehnungsempfindlichen Widerstände R201, R203, R205 und R207. Weil sich wie in 17B gezeigt in der Y-Achsen-Erfassungsschaltung die Spannung an dem Knoten VyM erhöht und die Spannung an dem Knoten VyP vermindert, weist die Potentialdifferenz Vsy zwischen den Knoten VyP und VyM (die Differenz, die durch das Subtrahieren der Spannung an dem Knoten VyM von der Spannung an dem Knoten VyP erhalten wird) einen negativen Wert auf. Weiterhin erhöht sich wie in 17C gezeigt in der Z-Achsenrichtung die Spannung an dem Knoten VzM und ändert sich die Spannung an dem Knoten VzP nicht. Deshalb weist die Potentialdifferenz Vsz zwischen den Knoten VzP und VzM (die Differenz, die durch das Subtrahieren der Spannung an dem Knoten VzM von der Spannung an dem Knoten VzP erhalten wird) einen negativen Wert auf. Wenn also die beiden Potentialdifferenzen Vxy und Vsx, die jeweils von der Y-Achsen-Erfassungsschaltung und der Z-Achsen-Erfassungsschaltung ausgegeben werden, negative Werte aufweisen, kann bestimmt werden, dass die Balken 234a, 234b und 236a, 236b nicht gebrochen sind und der Sensor normal betrieben wird. 17A is a plan view of the inertial force sensor 221 and shows a voltage application pattern 1. 17B and 17C are circuit diagrams of the inertial force sensor 221 for performing self-diagnosis with the voltage application pattern 1. In the voltage application pattern 1, a predetermined voltage Vd between the countersinking electrode becomes 226a on the upper surface of the countersink 223a and the counter electrode 227a applied during the predetermined voltage Vd between the sinker offset electrode 226c on the upper surface of the countersink 223c and the counter electrode 227c is created. There is no voltage between the sinker offset electrode 226b on the upper surface of the countersink 223b and the counter electrode 227b applied, and there is no voltage between the Senkerversetzungs electrode 226d on the upper surface of the countersink 223d and the counter electrode 227d created. This pattern creates an electrostatic force to displace the countersink 223a and 223c so that the counter substrate 225 the countersinks 223a and 223c attracts, but the sinker 223b and 223d not staggered. The displacement of the countersink 223a and 223c reduces the resistances of the strain sensitive resistors R201, R203, R205 and R207. Because like in 17B As shown in the Y-axis detecting circuit, the voltage at the node VyM is increased and the voltage at the node VyP is decreased, the potential difference Vsy between the nodes VyP and VyM (the difference obtained by subtracting the voltage at the node VyM from the Voltage at the node VyP) has a negative value. Further increases as in 17C shown in the Z-axis direction, the voltage at the node VzM and the voltage at the node VzP does not change. Therefore, the potential difference Vsz between the nodes VzP and VzM (the difference obtained by subtracting the voltage at the node VzM from the voltage at the node VzP) has a negative value. Thus, when the two potential differences Vxy and Vsx respectively output from the Y-axis detection circuit and the Z-axis detection circuit have negative values, it can be determined that the bars 234a . 234b and 236a . 236b are not broken and the sensor is operated normally.
17D ist eine Draufsicht auf den Trägheitskraftsensor 221 und zeigt ein Spannungsanlegungsmuster 2. In dem Spannungsanlegungsmuster 2 wird eine vorbestimmte Spannung Vd zwischen der Senkerversetzungs-Elektrode 226b an der oberen Fläche des Senkers 223b und der Gegenelektrode 227b angelegt, während eine vorbestimmte Spannung Vd zwischen der Senkerversetzungs-Elektrode 226d an der oberen Fläche des Senkers 223d und der Gegenelektrode 227d angelegt wird. Dabei wird keine Spannung zwischen der Senkerversetzungs-Elektrode 226a an der oberen Fläche des Senkers 223a und der Gegenelektrode 227a angelegt und wird die Spannung Vd nicht zwischen der Senkerversetzungs-Elektrode 226c an der oberen Fläche des Senkers 223c und der Gegenelektrode 227c angelegt. Dieses Muster erzeugt eine elektrostatische Kraft zum Versetzen der Senker 223b und 223d, sodass das Gegensubstrat 225 die Senker 223b und 223d anzieht, aber die Senker 223a und 223c nicht versetzt. Die Versetzung der Senker 223b und 223d vermindert die Widerstände der dehnungsempfindlichen Widerstände R202, R204, R206 und R208. Weil also in der Y-Achsen-Erfassungsschaltung von 16c die Spannung an dem Knoten VyM vermindert wird und die Spannung an dem Knoten VyP erhöht wird, weist die Potentialdifferenz Vsy zwischen den Knoten VyP und VyM (die Differenz, die durch das Subtrahieren der Spannung an dem Knoten VyM von der Spannung an dem Knoten VyP erhalten wird) einen positiven Wert auf. In der Z-Achsen-Erfassungsschaltung von 16D wird die Spannung an dem Knoten VzM nicht verändert und wird die Spannung an dem Knoten VzP vermindert. Deshalb weist die Potentialdifferenz Vsz zwischen den Knoten VzP und VzM (die Differenz, die durch das Subtrahieren der Spannung an dem Knoten VzM von der Spannung an dem Knoten VzP erhalten wird) einen negativen Wert auf. Wenn also die Potentialdifferenz Vsy, die aus der Y-Achsen-Erfassungsschaltung ausgegeben wird, einen negativen Wert annimmt und die Potentialdifferenz Vsz, die aus der Z-Achsen-Erfassungsschaltung ausgegeben wird, einen negativen Wert annimmt, kann bestimmt werden, dass die Balken 235a, 235b, 237a und 237b nicht gebrochen sind und der Sensor normal betrieben wird. 17D is a plan view of the inertial force sensor 221 and shows a voltage application pattern 2. In the voltage application pattern 2, a predetermined voltage Vd between the countersinking electrode becomes 226b on the upper surface of the countersink 223b and the counter electrode 227b applied during a predetermined voltage Vd between the Senkerversetzungs electrode 226d on the upper surface of the countersink 223d and the counter electrode 227d is created. There will be no voltage between the sinker offset electrode 226a on the upper surface of the countersink 223a and the counter electrode 227a applied and the voltage Vd is not between the Senkerversetzungs electrode 226c on the upper surface of the countersink 223c and the counter electrode 227c created. This pattern creates an electrostatic force to displace the countersink 223b and 223d so that the counter substrate 225 the countersinks 223b and 223d attracts, but the sinker 223a and 223c not staggered. The displacement of the countersink 223b and 223d reduces the resistances of the strain sensitive resistors R202, R204, R206 and R208. Because in the Y-axis detection circuit of 16c the voltage at the node VyM is decreased and the voltage at the node VyP is increased, the potential difference Vsy between the nodes VyP and VyM (the difference obtained by subtracting the voltage at the node VyM from the voltage at the node VyP becomes) a positive value. In the Z-axis detection circuit of 16D the voltage at the node VzM is not changed and the voltage at the node VzP is reduced. Therefore, the potential difference Vsz between the nodes VzP and VzM (the difference obtained by subtracting the voltage at the node VzM from the voltage at the node VzP) has a negative value. Thus, when the potential difference Vsy output from the Y-axis detection circuit becomes negative and the potential difference Vsz output from the Z-axis detection circuit becomes negative, it can be determined that the bars 235a . 235b . 237a and 237b are not broken and the sensor is operated normally.
17E ist eine Draufsicht auf einen Trägheitskraftsensor 221 und zeigt ein Spannungsanlegungsmuster 3. In dem Spannungsanlegungsmuster 3 wird eine vorbestimmte Spannung Vd zwischen den Senkerversetzungs-Elektroden 226a bis 226d an den oberen Flächen der Senker 223a bis 223d und den Gegenelektroden 227a bis 227d angelegt. Diese Operation erzeugt eine elektrostatische Kraft zum Versetzen der Senker 223a bis 223d, sodass das Gegensubstrat 225 die Senker 223a bis 223d anzieht. Die Versetzungen der Senker 223a bis 223d vermindern die Widerstände der dehnungsempfindlichen Widerstände R201 bis R208. Deshalb werden in der Y-Achsen-Erfassungsschaltung von 16C die Spannungen an den Knoten VyM und VyP nicht geändert und wird die Potentialdifferenz Vsy zwischen den Knoten VyP und VyM (eine Differenz, die durch das Subtrahieren der Spannung an dem Knoten VyM von der Spannung an dem Knoten VyP erhalten wird) gleich null. Weil in der Z-Achsen-Erfassungsschaltung von 16D die Spannung an dem Knoten VzM erhöht wird und die Spannung an dem Knoten VzP vermindert wird, weist die Potentialdifferenz Vsz zwischen dem Paar der anderen Knoten VzP und VzM (eine Differenz, die durch das Subtrahieren der Spannung an dem Knoten VzM von der Spannung an dem Knoten vzP erhalten wird) einen negativen Wert auf. Wenn also die aus der Y-Achsen-Erfassungsschaltung ausgegebene Potentialdifferenz Vsy gleich null wird und die aus der Z-Achsen-Erfassungsschaltung ausgegebene Potentialdifferenz Vzx einen negativen Wert annimmt, kann bestimmt werden, dass die Balken 234a bis 237a und 234b bis 237b nicht gebrochen werden und der Trägheitskraftsensor 221 normal betrieben wird. 17E is a plan view of an inertial force sensor 221 and shows a voltage application pattern 3. In the voltage application pattern 3, a predetermined voltage Vd between the sink offset electrodes 226a to 226d on the upper surfaces of the countersink 223a to 223d and the counter electrodes 227a to 227d created. This operation creates an electrostatic force to displace the countersink 223a to 223d so that the counter substrate 225 the countersinks 223a to 223d attracts. The dislocations of the countersink 223a to 223d reduce the resistances of the strain sensitive resistors R201 to R208. Therefore, in the Y-axis detection circuit of FIG 16C the voltages at the nodes VyM and VyP are not changed and the potential difference Vsy between the nodes VyP and VyM (a difference obtained by subtracting the voltage at the node VyM from the voltage at the node VyP) becomes zero. Because in the Z-axis detection circuit of 16D the voltage at the node VzM is increased and the voltage at the node VzP is decreased, the potential difference Vsz between the pair of the other nodes VzP and VzM (a difference obtained by subtracting the voltage at the node VzM from the voltage at the VzM Node vzP is received) has a negative value. Thus, when the potential difference Vsy output from the Y-axis detecting circuit becomes zero and the potential difference Vzx output from the Z-axis detecting circuit assumes a negative value, it can be determined that the bars 234a to 237a and 234b to 237b not be broken and the inertial force sensor 221 is operated normally.
Wenn eine der mit den Senkern 223a bis 223d verbundenen Balken 234a bis 237a und 234b bis 237b gebrochen ist, wird der mit dem gebrochenen Balken verbundene Senker nicht versetzt und kann mittels der oben beschriebenen Selbstdiagnosefunktion bestimmt werden, dass der Betrieb fehlerhaft ist.If one of the sinkers 223a to 223d connected beams 234a to 237a and 234b to 237b is broken, the sinker connected to the broken beam is not displaced and can be determined by the self-diagnostic function described above that the operation is faulty.
18 ist eine Draufsicht auf einen anderen Trägheitskraftsensor 221A gemäß der Ausführungsform 4. In 18 werden identische Komponenten wie in dem Trägheitskraftsensor 221 von 14 durch gleiche Bezugszeichen angegeben. In dem Trägheitskraftsensor 221 von 14 sind vier Fehlerdiagnose-Verdrahtungen 229a bis 229d, die mit den Senkerversetzungs-Elektroden 226a bis 226d an den oberen Flächen der Senker 223a bis 223d verbunden sind, jeweils mit anderen Fehlerdiagnose-Elektroden 228a bis 228b verbunden. Der Trägheitskraftsensor 221A von 18 enthält keine Fehlerdiagnose-Elektroden 228c und 228d und enthält Fehlerdiagnose-Verdrahtungen 239a und 239b, die jeweils mit den Fehlerdiagnose-Elektroden 228a und 228b verbunden sind, anstelle der Fehlerdiagnose-Verdrahtungen 229a bis 229d. Die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 239a erstreckt sich von der Fehlerdiagnose-Elektrode 228a über die Balken 234a und 234b, um mit der Senkerversetzungs-Elektrode 226a an der oberen Fläche des Senkers 223a verbunden zu werden. Die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 239a erstreckt sich weiter von der Senkerversetzungs-Elektrode 226a über die Balken 236a und 236b, um mit der Senkerversetzungs-Elektrode 226c an der oberen Fläche des Senkers 223c verbunden zu werden. Die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 239b erstreckt sich von der Fehlerdiagnose-Elektrode 228b über die Balken 235a und 235b, um mit der Senkerversetzungs-Elektrode 226b an der oberen Fläche des Senkers 223b verbunden zu werden. Die Fehlerdiagnose-Verdrahtung 239b erstreckt sich weiter von der Senkerversetzungs-Elektrode 226b über die Balken 237a und 237b, um mit der Senkerversetzungs-Elektrode 226d an der oberen Fläche des Senkers 223d verbunden zu werden. Der Trägheitskraftsensor 221A kann eine Selbstdiagnose mit den Spannungsanlegungsmustern 1 bis 3 von 17A bis 17E durchführen. Die kleinere Anzahl von Fehlerdiagnose-Elektroden reduziert die Größe des Trägheitskraftsensors 221A. Die kleinere Anzahl von Fehlerdiagnose-Elektroden reduziert die Anzahl von Verbindungsdrähten zwischen der Fehlerdiagnose-Verdrahtung und einer Montageplatte, auf welcher der Trägheitskraftsensor 221A montiert ist, wodurch der Herstellungsprozess vereinfacht wird. 18 is a plan view of another inertial force sensor 221A according to the embodiment 4. In 18 become identical components as in the inertial force sensor 221 from 14 indicated by the same reference numerals. In the inertial force sensor 221 from 14 are four fault diagnostic wirings 229a to 229d that with the countersink replacement electrodes 226a to 226d on the upper surfaces of the countersink 223a to 223d are connected, each with other fault diagnosis electrodes 228a to 228b connected. The inertial force sensor 221A from 18 does not contain fault diagnosis electrodes 228c and 228d and contains fault diagnostic wiring 239a and 239b , each with the fault diagnosis electrodes 228a and 228b instead of the fault diagnostic wiring 229a to 229d , The fault diagnosis wiring 239a extends from the fault diagnosis electrode 228a over the bars 234a and 234b to with the countersink replacement electrode 226a on the upper surface of the countersink 223a to be connected. The fault diagnosis wiring 239a extends further from the sinker offset electrode 226a over the bars 236a and 236b to with the countersink replacement electrode 226c on the upper surface of the countersink 223c to be connected. The fault diagnosis wiring 239b extends from the fault diagnosis electrode 228b over the bars 235a and 235b in order to deal with the countersink replacement electrode 226b on the upper surface of the countersink 223b to be connected. The fault diagnosis wiring 239b extends further from the sinker offset electrode 226b over the bars 237a and 237b to with the countersink replacement electrode 226d on the upper surface of the countersink 223d to be connected. The inertial force sensor 221A can do a self-diagnosis with the voltage application patterns 1 to 3 of 17A to 17E carry out. The smaller number of fault diagnosis electrodes reduces the size of the inertial force sensor 221A , The smaller number of fault diagnosis electrodes reduces the number of connection wires between the fault diagnosis wiring and a mounting plate on which the inertial force sensor 221A is mounted, whereby the manufacturing process is simplified.
Die Trägheitskraftsensoren 211, 221 und 221A gemäß den Ausführungsformen sind Beschleunigungssensoren zum Erfassen einer Beschleunigung, wobei es sich jedoch auch um verschiedene Typen von Sensoren wie etwa Dehnungssensoren handeln kann.The inertial force sensors 211 . 221 and 221A According to the embodiments, acceleration sensors are for detecting acceleration, but they may also be different types of sensors such as strain sensors.
Die für die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen verwendeten Richtungsangaben wie etwa „obere Fläche” und „untere Fläche” geben relative Richtungen, die von der relativen Positionsbeziehung der Komponenten wie etwa den Senkern der Trägheitskraftsensoren abhängen, und keine absoluten Richtungen wie etwa eine vertikale Richtung an.The directional terms such as "upper surface" and "lower surface" used for the above-described exemplary embodiments indicate relative directions depending on the relative positional relationship of the components such as the countersink of the inertial force sensors and not absolute directions such as a vertical direction.
Wie weiter oben genannt, können die Trägheitskraftsensoren 211, 221 und 221A gemäß den Ausführungsformen 3 und 4 einen Fehler mittels der Selbstdiagnosefunktion auch dann erkennen, wenn nur ein Balken aufgrund eines Stoßes oder ähnlichem gebrochen ist und der andere Balken nicht gebrochen ist, sodass also die Zuverlässigkeit hoch ist. Deshalb sind die Trägheitskraftsensoren als Sensoren wie etwa Trägheitskraftsensoren und Winkelgeschwindigkeitssensoren nützlich, die z. B. für Fahrzeuge, Navigationsgeräte und tragbare Endgeräte verwendet werden.As mentioned above, the inertial force sensors can 211 . 221 and 221A According to Embodiments 3 and 4, even when only one beam is broken due to a shock or the like and the other beam is not broken, the error by means of the self-diagnostic function can be recognized, so that the reliability is high. Therefore, the inertial force sensors are useful as sensors such as inertial force sensors and angular velocity sensors, e.g. B. for vehicles, navigation devices and portable devices are used.
Industrielle AnwendbarkeitIndustrial applicability
Ein Trägheitskraftsensor gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine hohe Zuverlässigkeit auf und ist als ein Trägheitskraftsensor nützlich, der zum Beispiel in Fahrzeugen oder tragbaren Endgeräten verwendet wird.An inertial force sensor according to the present invention has high reliability and is useful as an inertial force sensor used in, for example, vehicles or portable terminals.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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21a21a
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fixierter Teil (erster fixierter Teil)fixed part (first fixed part)
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21b21b
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fixierter Teil (zweiter fixierter Teil)fixed part (second fixed part)
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23a23a
-
Balken (erster Balken)Bar (first bar)
-
24a24a
-
Balken (zweiter Balken)Bar (second bar)
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2727
-
Senker (erster Senker)Countersink (first countersink)
-
27a27a
-
leitender Teil (erster leitender Teil)senior part (first leading part)
-
2828
-
Senker (zweiter Senker)Countersink (second countersink)
-
28a28a
-
leitender Teil (erster leitender Teil)senior part (first leading part)
-
31a31a
-
dehnungsempfindlicher Widerstand (erster dehnungsempfindlicher Widerstand)strain-sensitive resistor (first strain-sensitive resistor)
-
32a32a
-
dehnungsempfindlicher Widerstand (zweiter dehnungsempfindlicher Widerstand)strain-sensitive resistor (second strain-sensitive resistor)
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3939
-
Fehlerdiagnose-Elektrode (erste Fehlerdiagnose-Elektrode, dritte Fehlerdiagnose-Elektrode)Fault Diagnostic Electrode (First Fault Diagnostic Electrode, Third Fault Diagnostic Electrode)
-
40a40a
-
Fehlerdiagnose-Elektrode (zweite Fehlerdiagnose-Elektrode, vierte Fehlerdiagnose-Elektrode)Fault diagnosis electrode (second fault diagnosis electrode, fourth fault diagnosis electrode)
-
4343
-
Vergleicher (erster Vergleicher, zweiter Vergleicher)Comparator (first comparator, second comparator)
-
4444
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nicht-invertierender Eingangsanschlussnon-inverting input terminal
-
4545
-
invertierender Eingangsanschlussinverting input terminal
-
48a48a
-
Fehlerdiagnose-Verdrahtung (zweite Fehlerdiagnose-Verdrahtung, vierte Fehlerdiagnose-Verdrahtung)Fault Diagnostics Wiring (Second Fault Diagnostic Wiring, Fourth Fault Diagnostic Wiring)
-
48c48c
-
Fehlerdiagnose-Verdrahtung (erste Fehlerdiagnose-Verdrahtung, dritte Fehlerdiagnose-Verdrahtung)Fault Diagnostic Wiring (First Fault Diagnostic Wiring, Third Fault Diagnostic Wiring)
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211, 221, 221a211, 221, 221a
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TrägheitskraftsensorInertial force sensor
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212, 222212, 222
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fixierter Teilfixed part
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213, 223a213, 223a
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Senker (erster Senker)Countersink (first countersink)
-
214a, 234a214a, 234a
-
Balken (erste Balken)Bar (first bar)
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214b, 234b214b, 234b
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Balken (zweiter Balken)Bar (second bar)
-
216, 226a216, 226a
-
Senkerversetzungs-Elektrode (erste Senkerversetzungs-Elektrode)Countersink Resetting Electrode (First Countersink Resetting Electrode)
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217, 227a217, 227a
-
Gegenelektrode (erste Gegenlektrode)Counter electrode (first counter electrode)
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218, 228, 228a–228d218, 228, 228a-228d
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Fehlerdiagnose-ElektrodeFault diagnosis electrode
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219, 229a–229d219, 229a-229d
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Fehlerdiagnose-VerdrahtungFault diagnosis wiring
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223c223c
-
Senker (zweiter Senker)Countersink (second countersink)
-
226c226c
-
Senkerversetzungs-Elektrode (zweite Senkerversetzungs-Elektrode)Countersink Resetting Electrode (second countersinking electrode)
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227c227c
-
Gegenelektrode (zweite Gegenelektrode)Counterelectrode (second counterelectrode)
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236a236a
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Balken (dritter Balken)Bar (third bar)
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236b236b
-
Balken (vierter Balken)Bar (fourth bar)
